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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6188911
(24)【登録日】2017年8月10日
(45)【発行日】2017年8月30日
(54)【発明の名称】連続接触Ｘ線源
(51)【国際特許分類】
H01J 35/00 20060101AFI20170821BHJP
H01J 35/08 20060101ALI20170821BHJP
H05G 2/00 20060101ALI20170821BHJP
H01J 35/06 20060101ALI20170821BHJP
【ＦＩ】
H01J35/00 Z
H01J35/00 B
H01J35/08 Z
H05G2/00 Z
H01J35/06 Z
【請求項の数】22
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2016-502535(P2016-502535)
(86)(22)【出願日】2014年3月14日
(65)【公表番号】特表2016-518678(P2016-518678A)
(43)【公表日】2016年6月23日
(86)【国際出願番号】US2014027762
(87)【国際公開番号】WO2014143694
(87)【国際公開日】20140918
【審査請求日】2015年11月5日
(31)【優先権主張番号】13/844,128
(32)【優先日】2013年3月15日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】515255917
【氏名又は名称】トライボジェニクス・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＴＲＩＢＯＧＥＮＩＣＳ，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】カルロス・ジー・カマラ
(72)【発明者】
【氏名】マーク・ジー・バレンタイン
(72)【発明者】
【氏名】ザッカリー・ジェイ・ガムリエリ
(72)【発明者】
【氏名】ベンジャミン・エイ・ルーカス
(72)【発明者】
【氏名】デービッド・エム・カムカー
(72)【発明者】
【氏名】ペドロ・コルテス
(72)【発明者】
【氏名】バシシュ・ナラヤン・エム
(72)【発明者】
【氏名】ジルベルト・ジメネズ
(72)【発明者】
【氏名】ダニエル・イー・クアドラ
【審査官】
杉田 翠
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１２−１８６１４９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
国際公開第２０１２／１５４４９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】
米国特許第０８０１９０４６（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】
Carlos G. Camara，Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick-slip friction in peeling tape，nature，２００８年１０月２３日，Vol.455，pp.1089-1092
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ６／００−６／１４
Ｇ０１Ｎ２３／００−２３／２２７
Ｈ０１Ｊ３５／００−３５／３２
Ｈ０５Ｇ１／００−２／００
ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
Ｇｏｏｇｌｅ Ｓｃｈｏｌａｒ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｘ線装置であり、
ハウジングであって、該ハウジングのチャンバー内の低流体圧力環境を維持するべく構成され、窓を有し、Ｘ線を実質的に通す前記窓以外でＸ線を実質的に通さないハウジングと、
駆動ローラーと、
前記駆動ローラーを駆動するモーターと、
少なくとも部分的に前記チャンバー内にある接触材料と、
前記駆動ローラーの周囲に巻き付けられるとともに、前記接触材料に接触するバンドであって、該バンド及び前記接触材料が、該バンドと前記接触材料との接触の変化が相対電荷不均衡を発生させる材料からなるバンドと、
前記チャンバー内で前記接触材料に近接し、電子ターゲット用の表面を有するターゲット棚と
を備えるＸ線装置。
ハウジングであって、該ハウジングのチャンバー内の低流体圧力環境を維持するべく構成され、窓を有し、Ｘ線を実質的に通す前記窓以外でＸ線を実質的に通さないハウジングと、
駆動ローラーと、
前記駆動ローラーを駆動するモーターと、
少なくとも部分的に前記チャンバー内にある接触材料と、
前記駆動ローラーの周囲に巻き付けられるとともに、前記接触材料に接触するバンドであって、該バンド及び前記接触材料が、該バンドと前記接触材料との接触の変化が相対電荷不均衡を発生させる材料からなるバンドと、
前記チャンバー内で前記接触材料に近接し、電子ターゲット用の表面を有するターゲット棚と
を備えるＸ線装置。
【請求項2】
前記ターゲット棚が、少なくとも前記接触材料を含む表面を有する接触ロッドの一部をなす請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項3】
前記電子ターゲット用のターゲット棚の前記表面が、前記ハウジング内で前記窓を向く請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項4】
前記接触材料が、接触ロッドの少なくとも一部をなす請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項5】
前記接触ロッドの表面が、ディンプルを有する請求項４に記載のＸ線装置。
【請求項6】
前記接触ロッドの表面が、該表面の周囲の全体に形成された複数の隆起部を含む請求項４に記載のＸ線装置。
【請求項7】
前記接触ロッドの少なくとも一部上に、導電性ペーストをさらに備える請求項４に記載のＸ線装置。
【請求項8】
前記バンドのためのテンショナーをさらに備える請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項9】
前記接触ロッドの表面が、モリブデンもしくはモリブデン合金を備える請求項４に記載のＸ線装置。
【請求項10】
前記バンドが、複数のバンドを備える請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項11】
前記モーターが、作動下で可逆である請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項12】
前記接触ロッドが、自由端を含んだ弓状箇所を有する半シリンダー殻を備える請求項４に記載のＸ線装置。
【請求項13】
前記窓の異なる部分上で移動可能なコリメータをさらに備える請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項14】
前記ターゲット棚が、複数の異なる電子ターゲット用の十分なスペースを有し、前記コリメータが、前記電子ターゲットからのＸ線をコリメートするよう移動可能であり、それにより、実質的に前記異なる電子ターゲットの選択可能な一つからのＸ線だけが、前記コリメータを通過する請求項１３に記載のＸ線装置。
【請求項15】
前記バンドが連続バンドを備える請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項16】
前記接触材料が、少なくとも部分的に、連続バンドにより画定されるループ内にある請求項１５に記載のＸ線装置。
【請求項17】
前記接触材料が、接触ロッドの少なくとも一部をなし、連続バンドが、前記接触ロッドの周囲に巻き付けられている請求項１５に記載のＸ線装置。
【請求項18】
少なくとも一の第二ローラーをさらに備え、前記連続バンドが、少なくとも一の第二ローラーの周囲に巻き付けられている請求項１５に記載のＸ線装置。
【請求項19】
前記接触材料が、連続バンドにより画定されるループの外側にある請求項１５に記載のＸ線装置。
【請求項20】
前記連続バンドが、該連続バンドにより画定されるループの内部を向く内面及び、該連続バンドにより画定されるループの内部とは逆方向を向く外面を含み、前記接触材料が、前記連続バンドの前記外面に接触する請求項１６に記載のＸ線装置。
【請求項21】
前記バンドが電気絶縁材料を備える請求項１に記載のＸ線装置。
【請求項22】
前記接触材料が導電性材料を備える請求項１に記載のＸ線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は概して、高エネルギー放射の発生に関するものであり、特には、機械的動作による高エネルギー放射の発生に関するものである。
【背景技術】
【0002】
Ｘ線は様々な方法に用いられる。Ｘ線は、医療もしくは他の撮像用途、材料分析を含む結晶学関連の用途または、他の用途に用いられ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
Ｘ線は、材料内での内殻電子放射又は電子ブレーキ（制動放射（bremmstrahlung））により発生することが一般的である。歴史的には、自然現象を介すること以外に、Ｘ線は一般に、制動放射を通してＸ線を発生させる少ない割合の電子で、金属などの材料内にて電子を加速させること、又は、材料内に存在する電子を内部軌道から追い出すことにより発生し、たとえばＫ殻軌道では、高エネルギー軌道にある電子が低エネルギー軌道に移行して、Ｘ線が発生する。しかしながら、有用な量のＸ線を発生させるための電子の加速は通常、特に実質的にＸ線放射をもたらすそのような電子が僅かな比率である場合、大幅な電力の消費を必要とする。
【0004】
Ｘ線はまた、制御環境下における材料間の機械的接触の変化、たとえば、圧力検知接着テープの剥ぎ取り、又は、真空チャンバー内でのいくつかの材料の機械的接触により発生し得る。しかしながら、かかる方法の利用では、商業的に有用なものとするべく十分な強度のＸ線をもたらすこと及び、実験室環境の外側でそのようにして行うことが困難である場合がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
この発明のいくつかの側面は、低流体圧力環境下又は、少なくとも部分的に低流体圧力環境下での連続バンドを有し、連続バンドを利用するＸ線装置を提供する。
【0006】
一の側面では、この発明はＸ線装置であり、ハウジングであって、該ハウジングのチャンバー内の低流体圧力環境を維持するべく構成され、窓を有し、Ｘ線を実質的に通す前記窓以外でＸ線を実質的に通さないハウジングと、駆動ローラーと、前記駆動ローラーを駆動するモーターと、少なくとも一部が前記チャンバー内にあり、この発明のいくつかの側面では接触ロッドである接触材料と、前記駆動ローラーの周囲に巻き付けられ、前記接触材料に接触し、この発明のいくつかの側面では連続バンドであるバンドであって、この発明のいくつかの側面では該バンド及び前記接触材料は、それらの二つの間の接触表面への帯電が相対電荷不均衡（relative charge imbalance）の発生をもたらすよう選択された材料からなるバンドと、前記チャンバー内にあり前記接触ロッドに近接し、電子ターゲット用の表面を有するターゲット棚（target shelf）とを備えるものを提供する。いくつかのそのような側面では、バンドは電気絶縁材料からなり、接触材料は導電性材料からなる。いくつかの側面では、その逆もまた然りである。
【0007】
この発明のこれらの又は他の側面は、この開示を検討すると、さらに詳細に理解される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】この発明の側面に従う装置の部分の平面図である。
【図4】この発明の側面に従う、テンショナーを含む装置の部分の側面図である。
【図5】この発明の側面に従う、ローラーカセットを含む装置の部分の側面図である。
【図6】この発明の側面に従う、他の接触ロッド断面を有する装置の側面図である。
【図7】この発明の側面に従う、連続バンド経路により規定される領域の外部に配置された接触ロッドを有する装置の部分の側面図である。
【図8A】この発明の側面に従う、他の接触ロッド断面及びテンショナーを有する装置の部分の側面図である。
【図8B】この発明の側面に従う、装置のチャンバーの内部のＸ線測定装置を含む装置の部分の側面図である。
【図9A】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9B】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9C】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9D】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9E】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9F】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9G】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9H】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9I】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9J】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図9K】この発明の側面に従う接触ロッドの実施形態の断面を示す。
【図10】この発明の側面に従う、電子ターゲットの実施形態を示す、装置の部分の平面図である。
【図11A】電子ターゲットトレイの実施形態の斜視図である。
【図11B】電子ターゲットトレイの実施形態の斜視図である。
【図11C】電子ターゲットトレイの実施形態の側面図である。
【図12】この発明の側面に従う、調整可能なＸ線放射窓を有する装置の部分の側面図である。
【図13】この発明の側面に従う、片持梁を含む接触ロッドを有する装置の部分の側面図である。
【図14】この発明の側面に従う、接地線を有する装置の部分の側面図である。
【図15】この発明の側面に従う装置の部分を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図１〜３に、この発明の側面に従うＸ線発生用の装置の部分を表す図を示す。多くの実施形態では、図１〜３に示す装置の部分は、低流体圧力環境を維持するべく構成されたハウジングの一以上のチャンバーに取り囲まれる。いくつかの実施形態では、いくつかの部分だけが取り囲まれるものとすることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、装置のモーターが取り囲まれないものとすることができ、また、いくつかの実施形態では、ターゲット棚に近接する（またそれを含む）装置の部分だけが、そのように取り囲まれたものとすることができる。そのような様々な実施形態では通常、ハウジングは、Ｘ線を実質的に通す窓以外は、Ｘ線を実質的に通さない。
【0010】
装置は、駆動ローラー１１３と接触材料１１７との間に巻き付いたバンド１１１を含む。バンドは連続バンドとすることができるが、様々な実施形態は、連続的ではないバンドを含み得る。いくつかの実施形態では、バンドは、バンド内で又は、それによって異なる材料からなるものとすることができる。いくつかの実施形態では、バンドは、複数のバンドを備えることができ、そのいくつか又は全ては、特性が異なり又は同じとすることができる。接触材料は、ロッドの形態とすることができ、あるいは、他の構造の形態とすることができ、あるいは、ロッドもしくは他の構造の、又はそれを補う表面を与えることができる。便宜上、ここでは一般に、接触材料は、接触ロッド、ロッド又は接触と称することがある。駆動ローラーは、モーター１１９により駆動されるものであり、バンドの回転をもたらす。バンドが回転するとき、バンドは、接触ロッドの表面１１５に対してスライドする。バンドの材料及び、接触ロッドの表面の材料は、様々な実施形態では摩擦帯電（tribocharging）を通して、接触ロッドの表面とのバンドの表面の接触面積の変化が、電荷不均衡の発生をもたらすように選択される。好ましくは、摩擦帯電は、ロッドの表面との接触が変化するときに、バンドの部分上の相対的な電荷蓄積をもたらし、多くの実施形態では負電荷蓄積であるが、いくつかの実施形態では、バンド上の相対的な電荷蓄積は、正電荷蓄積であることがある。いくつかの実施形態では、バンドは電気絶縁材料を備える。いくつかの実施形態では、バンドはポリイミド膜を備える。いくつかの実施形態では、バンドはカプトン膜を備える。いくつかの実施形態では、ロッドの表面は導電性材料を備える。いくつかの実施形態では、ロッドの表面は、銀などの金属を備える。いくつかの実施形態では、接触表面はモリブデンを備える。いくつかの実施形態では、ロッドは金属ロッドであり、また、いくつかの実施形態では、ロッドは、モリブデンもしくはモリブデン合金ロッドである。
【0011】
装置はまた、電子ターゲットを保持するためのターゲット棚１２１を含む。図１〜３の装置の部分を表す側面図を与える図２に示すように、ターゲット棚は、接触ロッドに近接し、電子ターゲットがやや接触ロッドの位置に向いて配置された表面を有し、そこで、バンドの回転時に、バンドが接触ロッドとの接触から外れる。バンドが接触ロッドとの接触から外れるとき、バンドのそのような接触から外れる部分が、バンド上の負電荷蓄積から生じる過剰電子を放射する。
【0012】
いくつかの実施形態では、図２及び３の比較を通して見ることができるように、連続バンドは、図３の例に示すように、逆方向に駆動され得る。連続バンドの方向の逆転は、たとえば周期的であり、不定期とすることができるが、以前にバンドもしくは接触ロッドに適用された潤滑剤、たとえば以前にバンドもしくは接触ロッドに適用された固体潤滑剤を、当該潤滑剤が分散して作動中に他の位置に収集可能であるとき等に再適用することに有益である場合がある。
【0013】
図４に、この発明の側面に従う装置の部分を示す。図４に示す装置のこの部分は、図１〜３の装置のいくつかの部分と類似するが、バンドテンショナー・アセンブリを追加的に含み、これは、図１〜３の装置のいくつかの実施形態でもまた用いることができる。図４の装置は、駆動ローラー４１３、テンショナー及び接触ロッド４１４の周囲に巻き付けられた連続バンド４１１を含む。テンショナーは、たとえば、図４に示すように、付勢ローラー４２８、スプリング４２５及びベース４３０を備える。スプリングは、ベースと付勢ローラーとの間に連結されて、付勢ローラー４２８を連続バンド４１１に対して付勢し、連続バンドの張力を増加させる。図１〜３の装置では、駆動ローラーは、モーター（図示せず）により駆動され、連続バンドに隣接する矢印の方向への連続バンド４１１の回転をもたらす。連続バンドが回転するとき、連続バンドの表面部分は、接触ロッド４１４の表面を通過する。連続バンド４１１の材料及び、接触ロッド４１４の表面材料は、連続バンドの回転が、摩擦帯電を通して電荷不均衡の発生をもたらすように選択される。テンショナーにより引き起こされる連続バンド４１１の張力の増加は、連続バンド４１１と接触ロッド４１４との間の摩擦力の増加により更なる電荷を生成する。連続バンドは、電子ターゲット４２１上で、ターゲット材料（図示しない）に電子を放射する。そして、電子ターゲット４２１上のターゲット材料（図示せず）は、Ｘ線を通す窓（図示せず）により、図４の垂直矢印により示される方向に、Ｘ線を放射する。
【0014】
図５に、この発明の側面に従う装置の部分を示す。図５に示す装置の部分は、図１〜３の装置のいくつかの部分と類似するが、カセットアセンブリを更に含み、これは、図１〜３のいくつかの実施形態で用いることができる。図５の装置は、連続バンド５１１、駆動ローラー５１３、接触ロッド５１５、電子ターゲット４２１及びカセット５１７を含み、これは、複数のローラー５１８を備える。図１〜３の装置では、駆動ローラー５１３は、モーター（図示せず）により駆動されて、連続バンド５１１に隣接して示す矢印の方向に、バンドを回転させる。連続バンドはカセット５１７に入り、ここでは、連続バンドは、複数のローラー５１８上の蛇行経路に従う。カセット構造は、アセンブリ全体のサイズを大きく増大させることなしに、連続バンド５１１の長さの増大を可能にする。より長い連続バンド５１１は、より長い耐用年数を有し、このことは、連続バンド５１１を補修し又は交換するために、アセンブリのハウジング（図示せず）が開放され、そして再度閉ざされて放出される頻度を減らすことができる。他の実施形態では、連続バンド５１１が回転し続けるとき、連続バンド５１１は、接触ロッド５１５の表面を通過する。連続バンド５１１の材料及び、接触ロッド５１５の表面材料は、バンドの箇所による接触ロッドの表面との一連の接触が、摩擦帯電を通して電荷不均衡の発生をもたらすように選択される。連続バンドは、電子ターゲット５２１上で、ターゲット材料（図示せず）に電子を放出する。そして、電子ターゲット５２１上のターゲット材料（図示せず）は、Ｘ線透過窓（図示せず）により、図５の垂直矢印で示す方向に、Ｘ線を放射する。様々な実施形態では、カセットは、５、７又はそれ以上のローラーを有する。
【0015】
図６は、この発明の側面に従う装置の部分の側面図である。図６の装置の部分は、たとえば、図２に示す装置の部分の代わりに用いることができる。図６では、連続バンドは、駆動ローラー６１３の周囲に巻き付けられており、これは、モーター、接触ロッド６２３及び、複数のガイドローラー、たとえばガイドローラー６１５ａ、ｂにより駆動され得る。図６の実施形態では、ガイドローラー６１５ａ、ｂはバンドを案内して、直線状に接触ロッドに接近するとともにそれから離隔し、このことは、接触ロッドの部分の調整により、Ｘ線の放射の異なる方向及び、バンドの伸張を可能にする。
【0016】
図６に示すように、接触ロッドは、実質的に横向きＴ字状断面を有し、バンドに接触する横向きＴの延在先端部を有する。当該Ｔの上端への圧力の作用は、当該Ｔの先端部をバンドに押し付け、バンド上の張力及び、接触ロッドとバンドとの間の接触摩擦力を増加させる。また、接触ロッド６２１の形状は必然的に、電子ターゲットの配置のために棚の形態をなすものであり、又は、いくつかの実施形態では、電子ターゲットそれ自身として機能し、たとえば、電子励起蛍光Ｘ線とともに使用する。
【0017】
図７は、この発明の側面に従う装置の部分の側面図である。図７の装置の部分は、たとえば、図２に示す装置の部分に代えて用いることができる。図７に示す装置の部分は、図６の装置のそれらに類似し、ここでは連続バンドと接触ロッドとの相対位置が逆である。図６と同様に、図７では、連続バンドは、駆動ローラー７１３の周囲に巻き付けられており、これは、モーター及び、複数のガイドローラー、たとえばガイドローラー７１５ａ、ｂにより駆動され得る。また、図７の実施形態では、ガイドローラー７１５ａ、ｂはバンドを案内し、直線状に接触ロッドに接近するとともにそれから離隔する。しかしながら、図６の装置とは異なり、接触ロッドは、バンドにより規定される円の内側にはなく、代わりに、接触ロッドは、そのような円の外側にあり、接触ロッドは、バンドの外側表面に接触するものとして変更している。この実施形態では、バンドは、ロッド材料との接触より負に帯電する。このことは、ＡｇスパッタＢｅ窓７２２（a Ag sputtered Be window 722）のように、電子が、透過型ターゲットに向けて加速することを引き起こす。電子がターゲット窓に衝突したとき、Ｘ線は発生し、そのいくらかが窓を通って進む。
【0018】
図８Ａは、この発明の側面に従う装置の部分の半ブロック図である。図８Ａの装置は、一般に他の装置と同様に、駆動ローラー８１３、接触ロッド８１５並びに、駆動ローラー及び接触ロッドの周囲に巻き付けられた連続バンド８１１を含む。図８の装置はさらに、バンドの張力及び、それによりバンドと接触ロッドとの間の摩擦接触力を調整するためのバンドテンショナー８１７を含む。作動中は、先述したようなバンド及び接触ロッドの材料を有するバンドと接触ロッドとの間の摩擦接触は、接触ロッドとの接触から外れるバンドの部分で、バンド上に負電荷蓄積をもたらし、これは、接触ロッドのターゲット棚上で、ターゲット８２１内への電子の加速を可能にする。
【0019】
図８Ａの概略図はさらに、バンドと駆動ローラーと接触ロッドとにチャンバーをもたらすハウジング８３１を示す。ハウジングは、ハウジング内でチャンバーにポート８４３によって連結された真空ポンプ８４１を使用することにより、チャンバー内で、たとえば２００ｍＴｏｒｒ未満の、制御された流体圧力環境を維持するべく構成される。いくつかの実施形態では、チャンバーの内部分圧を監視するため、圧力計もまた含まれ得る。ハウジングは、多くの実施形態では実質的にＸ線を通さず、窓８３３も含み、窓はＸ線を実質的に通す。また図８Ａの概略図に示すように、窓に対してハウジングの外側には、たとえばＸ線吸収物質で開口部を有するコリメータ８３７が設けられる。コリメータは、ハウジング内でターゲット材料以外から発生する外部Ｘ線が、たとえばＸ線検出器もしくはセンサー又はＸ線カメラ等とすることができる測定装置８３５に到達することを防止するべく機能する。いくつかの実施形態、たとえば、トレイが、ターゲットとして機能し得る異なる材料のための複数の異なる領域を含む実施形態では、コリメータは可動であり、それにより、測定のための特定の材料を効果的に選択することができる。
【0021】
図８Ａの装置に類似する図８Ｂの装置は、駆動ローラー８１３、接触ロッド８１５並びに、駆動ローラー及び接触ロッドの周囲に巻き付けた連続バンド８１１を含み、バンドの張力を調整するためのテンショナー８１７を有する。ハウジング８３２は、バンド、駆動ローラー及び接触ロッド用のチャンバーを与え、該ハウジングは、たとえば、ハウジング内でポート８４３によってチャンバーに連結された真空ポンプ８４１を使用することにより、制御された流体圧力環境を維持するべく構成される。
【0022】
また、ハウジング内には、たとえばＸ線検出器、センサーもしくはカメラなどのＸ線測定装置８５５があり、ハウジング内で電子ターゲットとＸ線測定装置との間には、コリメータ８５７を有する。いくつかの実施形態、たとえば、異なる材料用の複数の異なる領域を有するトレイが使用される実施形態では、コリメータは可動であり、それにより、測定のための特定の材料を効果的に選択することができる。
【0023】
図９Ａ〜９Ｋに、たとえば、ここで述べる装置内に用いることができる接触ロッドの様々な実施形態を示す。
【0024】
図９Ａには、この発明の側面に従う接触ロッド９１１の断面を示す。この断面は円形であり、これは摩擦をいくらか低減させて、連続バンド（図示せず）の早期の摩耗を防止する。
【0025】
図９Ｂには、この発明の側面に従う接触ロッド９１３の断面を示す。この断面は部分的に円形である。９２３から始まり、接触ロッド９１３の断面の時計回りに連続する略９０度の放射断面は、接触ロッド９１３の長さ（longitude）に沿って除去されている。この断面は一般に、接触ロッド９１３の表面材料を残し、これは、所定の位置で連続バンド（図示せず）と接触することになるが、接触ロッドと連続バンドとの間の接触の喪失の、より多くの規定点もしくは線をも与える。一の実施形態では、電子ターゲットは、放射部分面９２１の頂点上に配置することができ、これは、電荷収集領域への電子ターゲットのより近い位置決めを可能にする。
【0026】
図９Ｃには、この発明の側面に従うＬ字状の接触ロッド９２９の断面を示す。連続バンド（図示せず）は、面９２７を通過し、電子ターゲットを配置するための面９２５を含む。図９Ｂの接触ロッドと同様に、図９Ｃの接触ロッドは、電子ターゲットの他の位置決めをもたらすだけでなく、接触ロッドと連続バンドとの間の接触線のより良好に規定された喪失をもたらす。また、いくつかの実施形態では、図９Ｃの接触ロッドは、他の実施形態における放射線の放射の方向とは異なる方向の高密度放射線の放射に利用することができる。
【0027】
図９Ｄには、この発明の側面に従う接触ロッド９３１の断面を示す。この断面は、９３５から始まり平面９３３を画定する接触ロッド９３１の箇所を備える。また、ターゲット電子ターゲットは、面９３３により画定される面上に取り付けられ得る。
【0028】
図９Ｅには、この発明の側面に従う接触ロッド９４３の断面を示す。この断面は、半シリンダー殻９４５及び、統合されたターゲット電子ターゲット９４１からなる。また、自由端を有する半シリンダー殻９４５の弓状箇所は、連続バンド（図示せず）がそれを通過するときに曲がり、連続バンドからの電気エネルギー放射を増加させ得る。
【0029】
図９Ｆには、この発明の側面に従う接触ロッド９４８の断面を示す。この断面は、面９４７を有する半円形部分及び、面９４７の部分から延びる半三日月形状箇所９４９を備える。いくつかの他の実施形態と同様に、図９Ｆの断面は、電子ターゲット上での電子ターゲットの他の位置決めをもたらすだけでなく、半三日月の頂点で、接触ロッドと連続バンドとの間の接触線のより良好に規定された喪失をもたらす。
【0030】
図９Ｇは、この発明の側面に従う接触ロッド９５１の断面を示す。接触ロッドの外面は、Ｖ字状凹部９５３と交互にある複数の丸い隆起部９５５により画定される。バンドの潤滑剤の注入または、連続バンド（図示せず）上の電荷の増加のためのペーストは、その表面上に配置することができ、そして該凹部がたとえば貯留層（reservoirs）として機能してＶ字状凹部９５３内に定着するだろう。
【0031】
図９Ｈには、この発明の側面に従う接触ロッド９５７の断面を示す。接触ロッドの外面は、接触ロッド９５７の表面９５８から上昇する複数の四角形状の隆起部９５９により画定される。連続バンド（図示せず）上の電荷の増加のための潤滑剤もしくはペーストは、当該表面上に配置することができ、そして四角形状の隆起部９５９の間で接触ロッド９５７の表面９５８上に定着するだろう。
【0032】
図９Ｉには、この発明の側面に従う接触ロッド９６１の斜視図を示す。接触ロッド９６１の表面は、接触ロッド９６１の外周の周囲に間隔をおいて配列された複数のディンプル９６３を有する。連続バンド（図示せず）上の電荷の増加のためのペーストは、その表面上に配置することができ、そして接触ロッド９６１のディンプル９６３内に定着するだろう。いくつかの他の実施形態と同様に、ディンプルは、潤滑剤もしくは様々なペースト用の貯留層として機能することができる。
【0033】
図９Ｊには、この発明の側面に従う接触ロッド９６５の断面を示す。この実施形態では、当該断面における隙間は、電気エネルギーが連続バンド(図示せず)からターゲット面９６７上に流れることを可能にする。この流れの経路は短いことが有利である。
【0034】
図９Ｋには、この発明の側面に従う、電子ターゲット９７５及び帯電フィラメント９７７を付加した図９Ｆの接触ロッドの断面を示す。フィラメントは、たとえば、タングステンもしくはタングステン合金又は酸化バリウム、あるいはいくつかの他の電子エミッタからなるものとすることができる。そのようなフィラメントからの電子放射は、たとえば電気真空接触（図示せず）でバッテリー等の電源に連結することにより収集することができる。電子は、半三日月状箇所９７３の先端で、連続バンド（図示せず）から電子ターゲット９７５に流れ、その流れは、帯電フィラメント９７７から追加の電子を受け取り、それにより、プレートに到達する電荷及び、最終的にターゲットで発生するＸ線を増加させる。
【0035】
図１０に、この発明の側面に従う装置の部分を示す。図１０に示す装置の部分は、図１〜３の装置の部分のいくつかと類似するが、さらに電子ターゲットトレイ１０１７を含み、これは、ハウジング（図示せず）の外部で、調整装置（図示せず）により、図１０の矢印の方向に調整され得る。当該装置の部分はさらに、連続バンド１０１１、駆動ローラー１０１３及び接触ロッド１０１５を含む。モーター（図示せず）が駆動ローラーを回転させるとき、駆動ローラーは連続バンドを回転させる。バンドと接触ロッドとの接触により生成される電荷は、電子が、電子ターゲットトレイ１０１７上で電子ターゲットに流れることを可能にする。ターゲットトレイ上の個々の電子ターゲットは、一つだけのターゲットが常に、電子流により影響を受けるように、十分に間隔をあける。異なる電子ターゲットが望まれる場合、オペレーターは、調整装置を使用して、ベルトの経路下のターゲットトレイ上に、次に望まれるターゲットを移動させることができる。ターゲットトレイ１０１７は、複数のターゲットによって与えられることにより、たとえば、Ａｕ及びＡｇターゲットを有することにより、Ｘ線放射のスペクトル分布の制御を可能にし、異なるターゲット材料の特有の励起線は、Ｘ線スペクトル内に存在する。また、ターゲット材料は、銅ケーブル（図示せず）のような導電性材料により、電気的に接地され、又は切断されることができる。ターゲットはまた、電力供給のような電源に接続されて、電子放射のさらなる制御のためのバイアス電圧を与えることができる。
【0037】
図１１Ａに、図１０の装置の部分に使用するためのターゲット１１１１ａ、１１１１ｂ及び１１１１ｃを有するターゲットトレイを示す。このターゲットは、箇所１１１３ａ及び１１１３ｂにおける非Ｘ線発生材料（non-x-ray producing material）、たとえばプラスチック又は、一般に低Ｚ値（low Z number）を有する材料等により分離されている。この実施形態では、ターゲットは四角形状をなす。
【0038】
図１１Ｃに、この発明の側面に従うターゲットトレイの他の実施形態を示す。この実施形態では、二つのターゲット材料１１２５ａ及び１１２５ｂは、バンドが、仮に図２に示すような時計回りに一方向に回転するときに、ラベル付きのターゲット１１２５ａから放射が生じるように、棚１１２７により保持される。あるいは、バンドが反時計回りに回転するとき、ラベル付きのターゲット材料１１２５ｂから放射が生じる。
【0039】
図１２に、この発明の側面に従う装置の部分を示す。図１２の装置は、一般に他の装置と同様に、駆動ローラー１２１３、接触ロッド１２１５並びに、駆動ローラー及び接触ロッドの周囲に巻き付けられた連続バンド１２１１を含む。ターゲット棚１２２１は、バンドにより形成されるループ内で、接触ロッドの近傍に設けられる。図１２の装置の材料及び作動は、図１〜３の装置について説明したようなものとすることができる。
【0040】
いくつかの実施形態では、ターゲット棚は、電子ターゲットとして機能する異なる材料を含むターゲットトレイを支持し、このトレイは、たとえば、図１１Ａ及び１１Ｂについて説明したトレイとすることができる。たとえば図１０について説明したようなトレイの動作は、たとえば、トレイが、低流体圧力でチャンバーを取り囲むハウジング１２２５内にあることを考慮すれば、常に望ましいものではないことがある。従って、図１２の装置は、ハウジングの実質的にＸ線を通す窓１２２７の外側の可動コリメータ１２２９を含む。コリメータの動作は、たとえば、トレイ上の電子ターゲットの分離に等しい距離で移動することにより行われ、一般に特定のターゲットにより発生されるＸ線だけの通路を許容する。ハウジング（及びコリメータ）の外側の検出装置は、望ましいターゲット材料から発生するＸ線だけを検出することができる。
【0041】
図１３に、この発明の側面に従う装置の部分を示す。図１３に示す装置の部分は、図１〜３の装置の部分のいくつかに類似するが、さらに、片持梁１３２７を有する接触ロッド１３１５を含み、これは、図１〜３の装置のいくつかの実施形態でも使用することができる。図１３の装置は、バンドに隣接する矢印により示される方向に移動する連続バンド及び、電子ターゲット１３２１を含む。片持梁は、連続バンドに接触する第一位置から、電子ターゲットに接触する第二位置に移動する。片持梁が連続バンドに接触するとき、それは、バンドの部分を接触ロッド１３１５に接地させる。片持梁が電子ターゲットに接触するとき、接触ロッドは、電子ターゲットに接地される。バンドの接地は、接触ロッドとの接触による電荷の発生に先立って、バンド上の望ましくない電荷レベルを低減させることができる。片持梁１３２７は、接触ロッド１３１５とターゲット棚１３２１との間の電気接続として機能する。棚上の電荷の量の制御はさらに、ターゲットへの放射率を制御することができる。いくつかの実施形態では、電力供給（図示せず）等の電源への電気接続により、ターゲット棚に電圧が印加され得る。いくつかの実施形態では、片持梁は、接触したときに連続バンドから破片（debris）を除去する。このことは、装置に内在する潜在的な保守問題を軽減するべく働く。
【0042】
図１４に、この発明の側面に従う装置の分担（apportion）を示す。装置は、真空をもたらすハウジング内に含まれる。ハウジングは、図１４のハウジング窓を通って電子ターゲット１４２１から延びる垂直矢印により示される、Ｘ線を通す窓を有する。装置は、モーター（図示しない）により駆動される駆動ローラー１４１３と、連続バンドに隣接する矢印により示される方向に、駆動ローラーによって駆動される連続バンド１４１１と、接触ロッド１４１５と、接地網１４２７とを備える。接地網は、それがハウジングに接触して、ループ上での電荷用のファラデー箱として機能するように構成される。ターゲットにおける電位を増加させるため、電気的遮蔽を使用することができる。いくつかの実施形態では、網もまた連続バンドに接触することができ、それにより、バンドをハウジングに接地させる。バンドの接地は、接触ロッド１４１５との接触による電荷の発生に先立って、バンドにおける望ましくない電荷レベルを低減させることができる。
【0043】
図１５は、この発明の側面に従う他のＸ線発生装置の部分を示す正面図である。図１５の装置は、シリンダー状ハウジング１５１９を含む。ハウジングは、低流体圧力でハウジング内のチャンバーを維持するべく構成される。ハウジングの壁は一般に、Ｘ線を通さない。
【0044】
バンド１５１１は、たとえば、他の実施形態について述べたように、ハウジング内にある。バンドは、駆動ローラー１５１３及び接触材料、たとえば接触ロッド１５１５の周囲に巻き付けられる。接触材料は、たとえば他の実施形態について述べたような接触材料とすることができる。たとえばモーター１５１７を含む駆動システムは、ローラーを駆動し、これは、バンドの表面領域が、接触材料との接触の変化を引き起こす。接触材料及びバンドの材料の適切な選択では、電荷不均衡が、二つの材料の間に生じ、電子が電子ターゲット（図１５には図示しない）に向けて加速されることができ、これは、たとえば金属を備えることができる。電子ターゲットは、ハウジングの正面に向けて配置されることが考えられ、たとえば図１５では、ページの外側の方向とすることが考えられる。いくつかの実施形態では、電子ターゲットは、ハウジングの窓の内面上とすることができ、ここでは、窓は実質的にＸ線を通す。そのような実施形態では、電子ターゲットは、たとえば、窓の内面上にスパッタされた金属とすることができる。いくつかの実施形態では、電子ターゲットは、ハウジング内で、仕切板（divider）を形成し、それの一部をなし、又は、それに取り付けられたものとすることができる。いくつかのそのような実施形態では、Ｘ線を実質的に通す窓を含む更なる壁はさらに、ハウジングの正面にあるものとすることができる。いくつかの実施形態では、仕切板は、ハウジング内のサブチャンバーの内壁を形成するものとすることができ、サブチャンバーは低流体圧力に維持される。
【0045】
図１６は、図１５の装置のような装置の部分を示す側面図である。図１５の装置と同様に、図１６の装置は、駆動ローラー及び接触材料の周囲に巻き付けられたバンド１６１１を含み、駆動ローラーは、モーター１６１３に軸１６１５により連結される。図１６に示すように、バンドは、ハウジング１６１７、たとえばシリンダー状ハウジング内にある。ハウジングは、ハウジングの少なくとも部分内で、低流体圧力を維持するよう構成される。バンド及び接触材料の作動及び材料は、図１５について述べたものとすることができる。
【0046】
図１６の装置では、電子ターゲット１６１９は、バンドの前方で、シリンダー状ハウジング内にある（いくつかの構成では、電子ターゲットは、ハウジングのチャンバー又はハウジングの外壁を形成すると考えられ得る）。さらに電子ターゲットの前方は、ハウジングの外壁１６１２であり、外壁は、Ｘ線を実質的に通す窓を含む。いくつかの実施形態では、電子ターゲットは、代わりに、窓の内面上にあるものとすることができる。
【0047】
様々な実施形態について、この発明を説明したが、この発明は、この開示にサポートされる新規で非自明なクレームを備えると認識されるべきである。