(57)【要約】【課題】Ｘ線イメージ管の光電層を形成するための真空蒸着において、蒸発源材料の飛翔の指向性を簡便に高める。【解決手段】真空外囲器の一端の入力窓から入射するＸ線像を電子像に変換するための入力蛍光層と光電層を備えた入力部と、入力部から射出された光電子を加速集束する複数の電極と、光電子の入射により電子像を光学像に変換する出力部と、上記光電層を構成する蒸発源材料を真空蒸着する蒸着ソースと、上記入力部、複数の電極、出力部および蒸着ソースを収納した真空外囲器と、を具備したＸ線イメージ管において、蒸着ソースであるアンチモン蒸着ソース１０は、中空環状であって有底有蓋の蒸発源カップ１０１、蒸発源カップ１０１内に配置した面状フィラメント上の蒸発源アンチモン層１０６、入力部側の蒸発制御板１０３に適宜に設けたアンチモン放出孔１０２を含んで構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線像を電子像に変換するための入力蛍光層および光電層を備えた入力部と、この入力部から射出された光電子を加速集束する複数の電極と、前記光電子の入射により前記電子像を光学像に変換する出力部と、前記光電層を構成する蒸発源材料を真空蒸着する蒸着ソースと、前記入力部、前記複数の電極、前記出力部および前記蒸着ソースを収納した真空外囲器と、を具備したＸ線イメージ管において、
前記蒸着ソースが前記蒸発源材料を有底有蓋の収容器に収容し、前記収容器の前記入力部側の蓋部に前記蒸発源材料の放出孔を有し、前記放出孔から前記蒸発源材料の蒸気を放出するようになっていることを特徴とするＸ線イメージ管。
【請求項２】
前記蒸発源材料はアンチモンであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線イメージ管。
【請求項３】
前記収容器は中空環状の有底有蓋容器であり、複数の前記放出孔が前記蓋部の円周方向に沿って配列していることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線イメージ管。
【請求項４】
前記収容器は、Ｘ線イメージ管の管軸に同軸的に配設されていることを特徴とする請求項３に記載のＸ線イメージ管。
【請求項５】
前記収容器は、前記複数の電極のうち円筒状に形成されている一電極の周端の前記入力部側に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載のＸ線イメージ管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線像を光学像に変換するＸ線イメージ管に係り、特にその光電面形成のための蒸着ソースの改良により光学像の画質を向上させたＸ線イメージ管に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線イメージ管は、Ｘ線の強度分布であるＸ線像を可視光像などの出力像に変換する電子管であって、医療用診断装置や工業用非破壊検査装置などに使用されている。
【０００３】
図４に示されるように、例えば典型的なＸ線イメージ管では、筒状の真空外囲器４１内の一方の端部にＸ線像が入力する入力窓４２、その内側に入力部４３が設けられている。ここで、入力部４３は、たとえばＸ線像が入力する側が凸の球面に形成されている。そして、入力部４３に入力したＸ線像は、入力基板４３１表面の入力蛍光層４３２および光電面である光電層４３３により電子像に変換され、光電層４３３から光電子として出力される。
【０００４】
そして、入力部４３から出力した光電子は、真空外囲器４１の径大部４１ａ内においてほぼ筒状の複数の電極すなわち電子レンズを構成する例えば第１の集束電極４４、第２の集束電極４５、第３の集束電極４６により適宜に集束される。更に、真空外囲器４１の径小部４１ｂ内において、アノード電極４７で加速集束され真空外囲器４１内の他方の端部に設けられた出力部４８に到達する。そして、出力部４８に到達した光電子は例えば出力蛍光層による可視光像、あるいは電気信号等の出力像に変換され、真空外囲器４１と一体に設けられた出力窓４９を通して外部に出力される。なお、上記真空外囲器４１の径大部４１ａがガラス製構造体である場合には、第１の集束電極４４は径大部４１ａの内壁面に蒸着した金属膜により構成してもよい。
【０００５】
上述したＸ線イメージ管においては、光電層４３３は、例えばアンチモン（Ｓｂ）と所望の種類のアルカリ金属との合金、例えばアンチモン−セシウム（Ｃｓ）合金あるいはアンチモン−カリウム（Ｋ）−セシウム合金等により構成される。そこで、この光電層４３３を構成するアンチモン等の蒸発源材料を真空蒸着するために、例えば円環状のアンチモン蒸着ソース５０が、図４に示すように円筒状の第２の集束電極４５の入力部４３側の外周面に沿って固設してある。そして、このアンチモン蒸着ソース５０は、光電層４３３を形成するために所定量を真空蒸発した後も、真空外囲器４１内にそのまま残されるようになる。
【０００６】
また、光電層４３３を構成するアルカリ金属の金属蒸気は、図４に示すように例えば真空外囲器４１のショルダー部４１ｃの所定箇所に設けられたアルカリ金属導入管５１から真空外囲器４１内に導入されるようになっている。そして、上記光電層４３３を形成後はチップオフ（封止・切断）されてその一部が残される。
【０００７】
次に、従来技術におけるアンチモン蒸着ソース５０の構造について図５および図６の拡大図を参照して説明する。ここで、図５はＸ線像の入力側から見た平面図であり、図６は図５のＹ−Ｙ矢視の拡大断面図である。図５および図６に示すように、アンチモン蒸着ソース５０は有底円環状であって入力部４３側に開いた蒸発源カップ５０１を有し、例えばモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属から成る面状フィラメント５０２がその底部５０１ａの数箇所に設けられたフィラメントアンカーとなる絶縁部材５０３を介して取り付けられた構造になっている。そして、面状フィラメント５０２表面に蒸発源アンチモン層５０４が形成され、アンチモンの真空蒸着において熱蒸発したアンチモンが蒸発源カップ５０１の開口５０１ｂから放射状に飛翔するようになっている。
【０００８】
アンチモン蒸着では、真空外囲器４１内に上述した入力部、各種電極、出力部等の全ての管内部品を収納し管内を所期の真空度に真空引きし、面状フィラメント５０２をリード線（図示せず）により通電加熱する。この通電加熱により面状フィラメント５０２が所定温度に上昇し蒸発源アンチモン層５０４が蒸発し放射状に飛翔して入力基板４３１の入力蛍光層４３２上に付着し蒸着アンチモン層が形成される。
【０００９】
その後、アルカリ金属蒸着において、セシウムあるいはカリウム等のアルカリ金属蒸気をアルカリ金属導入管５１から真空外囲器４１内に導入し、上記蒸着アンチモン層上に所要のアルカリ金属を付着させてアンチモン−アルカリ金属合金から成る光電層４３３を形成する。そして、上記光電層４３３の形成後にはアルカリ金属導入管５１をチップオフする。
【００１０】
しかしながら、図５および図６で説明した従来のアンチモン蒸着ソース５０にあっては、アンチモンは入力基板４３１の領域以外にも飛散し付着する。例えば真空外囲器４１内において入力部４３側の径大部４１ａの内壁面、第１の集束電極４４の内周面等の不所望の領域にも蒸着アンチモン層が被着形成され易い。この場合のアンチモン蒸気は、アルカリ金属蒸気と異なり非等方的で直線状に飛翔するものの、図５に示したアンチモン蒸着ソース５０では、蒸発源カップ５０１における開口５０１ｂの円周方向Ａに沿って１８０度に近い広い飛翔角度で飛散しその指向性が低い。
【００１１】
そして、その後に真空外囲器４１内に導入されるアルカリ金属蒸気は、アンチモン蒸気と異なりほぼ等方的で非直線状に飛翔し、その指向性がない（非指向性）ことから、上記不所望の領域に付着した蒸着アンチモン層上に容易に被着しその領域にも光電層が形成されるようになる。このようにして形成された光電層は、不所望の領域で電子を放出し易く、Ｘ線イメージ管の放電による耐電圧特性を低下させたり、入力蛍光面からの漏洩光に感応してＸ線像を反映しないノイズとなる電子放出によるＸ線イメージ管のコントラストなどの画質を低下させる等の不利点を有している。あるいは、その他にも、上記蒸発源カップ５０１の底部５０１ａおよび側部５０１ｃの内壁面に上記アンチモン蒸着およびアルカリ金属蒸着により光電層が形成され、この光電層からもＸ線像を反映しない電子が放出される。
【００１２】
また、上記従来のアンチモン蒸着ソース５０では、アンチモンの蒸着後も真空外囲器４１内にそのまま残されることから、蒸発源カップ５０１に残存する蒸発源アンチモン層５０４あるいはその内壁面に形成された光電層が入力部４３上に落下し欠点像の要因にもなる。
【００１３】
そこで、アンチモン蒸発源材料およびアルカリ金属蒸発源材料を真空外囲器の径大部側面に設けた導入管からＸ線イメージ管の管軸位置に順に挿入して、それ等を順次に蒸着させて入力部に光電層を形成し、その後、これ等のアンチモン蒸発源材料およびアルカリ金属蒸発源材料を真空外囲器の外部に取り除く構造および方法が提示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
しかしながら、この場合には、真空外囲器の径大部の円筒状の外形が一部で異形構造になることから、Ｘ線イメージ管の機器への装着に不具合が生じることがある。また、上記蒸発源材料の保持体およびその補助部材等の構造が複雑になることから、Ｘ線イメージ管の高コスト化は不可避になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、Ｘ線イメージ管の光電層を形成するためのアンチモン等の蒸発源材料の真空蒸着において、その飛翔を制御しその指向性を高めて不所望の領域へのアンチモン付着を簡便に低減させることを主目的とする。そして、低コストで高い信頼性および高品位の画質を有するＸ線イメージ管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】
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明にかかるＸ線イメージ管は、Ｘ線像を電子像に変換するための入力蛍光層および光電層を備えた入力部と、この入力部から射出された光電子を加速集束する複数の電極と、加速された前記光電子の入射により前記電子像を光学像に変換する出力部と、前記光電層を構成する蒸発源材料を真空蒸着する蒸着ソースと、前記入力部、前記複数の電極、前記出力部および前記蒸着ソースを収納した真空外囲器と、を具備したＸ線イメージ管において、前記蒸着ソースが前記蒸発源材料を有底有蓋の収容器に収容し、前記収容器の前記入力部側の蓋部に前記蒸発源材料の放出孔を有し、前記放出孔から前記蒸発源材料の蒸気を放出する構成になっている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、Ｘ線イメージ管の光電層を形成するための例えばアンチモン真空蒸着において、アンチモン飛翔を制御しその指向性を高めて不所望の領域へのアンチモン付着を簡便に低減させることができる。そして、低コストで高い信頼性および高品位の画質を有するＸ線イメージ管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１はＸ線イメージ管のアンチモン蒸着ソースを示すＸ線像の入力側から見た平面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ矢視の拡大断面図である。そして、図３は変形例のアンチモン蒸着ソースを示すＸ線像の入力側から見た平面図である。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は一部省略する。
【００１９】
本実施形態では、図４で説明したＸ線イメージ管内に、その入力部４３の光電層４３３を構成する蒸発源材料を真空蒸着する蒸着ソースとして、図１および図２に示すようなアンチモン蒸着ソース１０が従来技術のアンチモン蒸着ソース５０に換えて取り付けられる。例えば円環状のアンチモン蒸着ソース１０が、図４に示した筒状の第２の集束電極４５の入力部４３側の外周面に沿って固設される。なお、集束電極の形状に応じて内周端に固設することもできる。
【００２０】
本実施形態のアンチモン蒸着ソース１０は、図１および図２に示すように、蒸発源材料のアンチモンを収容する収容器として中空環状で有底有蓋の蒸発源カップ１０１を有している。そして、この蒸発源カップ１０１の入力部４３側には、複数のアンチモン放出孔１０２を備えた蓋部の蒸発制御板１０３が取り付けられている。
【００２１】
また、蒸発源カップ１０１の底部１０１ａに設けたフィラメントアンカーとなる絶縁部材１０５を介して、例えばモリブデン等の高融点金属から成る面状フィラメント１０４が収容器内に中空状に蒸着制御板１０３から離間して取り付けられ、面状フィラメント１０４表面に蒸発源アンチモン層１０６が形成されている。この蒸発源アンチモン層１０６は、アンチモンの真空蒸着において、後述するように面状フィラメント１０４の通電加熱により熱蒸発する。ここで、蒸発したアンチモンは蒸発制御板１０３に穿設したアンチモン放出孔１０２から、入力基板４３１に向かって放射状に飛翔するようになっている。
【００２２】
蒸発制御板１０３は、蒸発源カップ１０１と共に例えば厚さが０．０１ｍｍ〜１．０ｍｍのステンレス、セラミックスのような耐熱性材料により形成してある。そして、アンチモン放出孔１０２は例えば適度な口径を有する円形状であり、蒸発源アンチモン層１０６に沿った円周方向に離間ピッチｓで所定数に配列して形成されている。
蒸発源が帯状または線状に形成されることから、円形の放出孔側から視認できる見かけ上の蒸発源は円周方向に長く、半径方向に短い形状になり、アンチモンの飛翔角は円周方向に広角になる。隣接する放出孔間の間隔は光電面前方直前で円周方向の最大飛翔角の延長線が交差していることが好ましい。
飛翔角は蒸発制御板１０３とフィラメント１０４までの離間距離、放出孔１０２の口径、さらに蒸発源アンチモン層１０６の幅に依存する。例えば離間距離をｄとした場合、放出孔の口径（１／２）ｄ〜３ｄの範囲に設定する。放出孔の口径が小さいほど、飛翔角が狭まるので、放出孔の配置間隔を狭めるようにする。半径方向の飛翔角はアンチモン層の幅に大きく依存するが、所定の大きさの飛翔角が得られないときは、放出孔形状を管の半径方向に長軸をもつ長円形にするのが好ましい。
【００２３】
また、隣接するアンチモン放出孔１０２の離間距離ｄはさらにその口径のｄ〜２ｄ倍が好適である。上記離間距離は、蒸発制御板１０３の厚さにも依存するが、１倍未満であると、従来技術で説明したのと同じように蒸発源アンチモン層１０６の円周方向に沿ったアンチモンの飛翔が生じ、アンチモン飛翔の指向性が大きく低減するようになる。これは、隣接しているアンチモン放出孔１０２からのアンチモン放出が増加するようになるからである。また、上記離間距離が２倍を超えてくると、アンチモンの指向性は増大するが、アンチモン蒸発量が低減する。具体例として、直径２４０ｍｍの光電面を管軸にそって１６５ｍｍ離れて、円環の直径が１４０ｍｍの蒸着ソースを対向配置したとき、放出孔数は１６個、孔の離間ピッチｓは２６．３ｍｍ、放出孔口径１２ｍｍ、アンチモン層幅１０ｍｍである。得られた光電面は均質な特性となり、管内の不所望な位置へのアンチモンの蒸着を大幅に減らすことができた。
【００２４】
本実施形態のアンチモン蒸着ソース１０を用いたアンチモン蒸着では、従来の技術で説明したように、図４に説明した真空外囲器４１内に入力蛍光層４３２を被着した入力基板４３１、各種電極、出力部等の全ての管内部品を収納し管内を所期の真空度に真空引きし、面状フィラメント１０４をリード線（図示せず）により通電加熱する。この通電加熱により面状フィラメント１０４が所定温度に上昇し蒸発源アンチモン層１０６が蒸発する。そして、この蒸発したアンチモンの蒸気は、蒸発制御板１０３に適宜に設けられたアンチモン放出孔１０２を通ることにより、適度な指向性をもって飛翔して入力蛍光層４３２上に付着し蒸着アンチモン層を形成する。
【００２５】
その後、その飛翔が非指向性のセシウムあるいはカリウム等のアルカリ金属蒸気をアルカリ金属導入管５１から真空外囲器４１内に導入する。そして、入力蛍光層４３２上に既に付着している蒸着アンチモン層に所要のアルカリ金属を被着させてアンチモン−アルカリ金属合金から成る光電層４３３を形成する。
【００２６】
例えば、はじめに第１のアルカリ金属であるセシウムの蒸気をアルカリ金属導入管５１から真空外囲器４１内に導入する。この導入により、セシウム蒸気はその飛翔の非指向性から光電面および真空外囲器４１内に付着している不所望な蒸着アンチモン層に被着する。同様に、第２のアルカリ金属であるカリウムの蒸気をアルカリ金属導入管５１から真空外囲器４１内に導入する。同様にしてカリウム蒸気はその飛翔の非指向性から真空外囲器４１内に付着している全ての蒸着アンチモン層に被着するようになる。カリウム蒸気をセシウム蒸気の前または交互導入して、これ等を反応させアンチモン−カリウム−セシウム合金から成る光電層４３３を形成する。ここで、蒸着アンチモン層が形成されていない領域に被着した上記アルカリ金属は光電層をつくらない。その後にアルカリ金属導入管５１をチップオフする。
【００２７】
本実施形態では、図１および図２で説明したアンチモン蒸着ソース１０にあって、蒸発源カップ１０１の入力部４３側に取り付けた蒸発制御板１０３のアンチモン放出孔１０２が、蒸発源アンチモン層１０６からのアンチモンの飛翔の指向性を高めてその放射範囲を制御する。特に、蒸発源アンチモン層１０６の円周方向に沿ったアンチモンの飛翔を効果的に抑制する。このために、従来技術で説明したようなアンチモンの蒸着における不所望の領域、例えば図４に示した第１の集束電極４４の内周面あるいは真空外囲器４１の径大部４１ａの内壁面へのアンチモン付着量は大きく低減する。そして、この不所望の領域へのアンチモン付着に起因する耐電圧の低下、Ｘ線イメージ管のコントラストなどの画質の低下が極めて簡便に防止できるようになる。
【００２８】
また、蒸発制御板１０３は、蒸発源カップ１０１に残存する蒸発源アンチモン層１０６あるいはその内壁面に形成される光電層が入力部４３上に落下するのを効果的に防止することから、従来技術で生じていた欠点像を大きく低減させるようになる。
【００２９】
図３に示した本実施形態の変形例では、アンチモン蒸着ソース１０ａの蒸発制御板１０３に２種類の大きさのアンチモン放出孔１０２，１０２ａが、蒸発源アンチモン層１０６の円周方向に沿って配設されている。ここで、アンチモン放出孔１０２ａは、その口径がアンチモン放出孔１０２の口径の例えば１／２程度に設定されるとよい。そして、アンチモン蒸着ソース１０ａにおけるその他の構造はアンチモン蒸着ソース１０とほぼ同じになっている。
【００３０】
この変形例の場合においても、上記実施形態で説明したのと同様の効果が奏される。そして、この変形例では、図１および図２で説明したアンチモン蒸着ソース１０の場合よりも入力基板４３１に達するアンチモン蒸発量を増加させることができる。このために、アンチモン蒸着ソース１０ａにおいて面状フィラメント１０４上に形成する蒸発源アンチモン層１０６の厚さを薄くすることができ、コスト低減が容易になる。
【００３１】
上記アンチモン蒸着ソース１０，１０ａでは、Ｘ線イメージ管の管軸に同軸的に配置した蒸発源カップ１０１の場合について説明しているが、本発明のアンチモン放出孔１０２，１０２ａを備えた蒸発制御板１０３は、その他の構造を有する蒸発源カップであっても、その入力基板側に取り付けられることで同様の効果を生じさせるものである。また、上記実施形態では蒸発源アンチモン層１０６が面状フィラメント１０４上に形成されていたが、ワイヤ状のフィラメント表面に蒸発源アンチモン層がコーティングされたものであっても構わない。
【００３２】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明を限定するものでない。当業者にあっては、具体的な実施態様において本発明の技術思想および技術範囲から逸脱せずに種々の変形・変更を加えることが可能である。
【００３３】
例えば、上記蒸発制御板１０３に設けるアンチモン放出孔１０２，１０２ａはその開口形が円形の場合について説明したが、アンチモン蒸気の指向性を考慮した矩形、多角形、楕円形等のその他の形状であってもよい。
【００３４】
また、蒸発源カップ１０１に収容する蒸発源材料としてはアンチモンの他に、光電層４３３を形成するために使用される蒸発源材料であればどのようなものであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線イメージ管のアンチモン蒸着ソースを示すＸ線像の入力側から見た平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るＸ線イメージ管のアンチモン蒸着ソースを示す図１のＸ−Ｘ矢視の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施形態の変形例のアンチモン蒸着ソースを示すＸ線像の入力側から見た平面図である。
【図４】Ｘ線イメージ管の一例を示す概略構成図である。
【図５】従来技術におけるＸ線イメージ管のアンチモン蒸着ソースを示すＸ線像の入力側から見た平面図である。
【図６】従来技術におけるＸ線イメージ管のアンチモン蒸着ソースを示す図５のＹ−Ｙ矢視の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０，１０ａ…アンチモン蒸着ソース，１０１…蒸発源カップ，１０１ａ…底部，１０１ｂ…側部，１０２，１０２ａ…アンチモン放出孔，１０３…蒸発制御板，１０４…面状フィラメント，１０５…絶縁部材，１０６…蒸発源アンチモン層，４１…真空外囲器，４１ａ…径大部，４１ｂ…径小部，４１ｃ…ショルダー部，４２…入力窓，４３…入力部，４３１…入力基板，４３２…入力蛍光層，４３３…光電層，４４…第１の集束電極，４５…第２の集束電極，４６…第３の集束電極，４７…アノード電極，４８…出力蛍光層，４９…出力窓，５１…アルカリ金属導入管
【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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