特許 6236926 フィラメントの調整方法およびＸ線管装置

(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】6236926

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】フィラメントの調整方法およびＸ線管装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/06 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   H01J35/06 C

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-136623(P2013-136623)

(22)【出願日】2013年6月28日

(65)【公開番号】特開2015-11871(P2015-11871A)

(43)【公開日】2015年1月19日

【審査請求日】2016年4月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100093056

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100142930

【弁理士】

【氏名又は名称】戸高 弘幸

(74)【代理人】

【識別番号】100175020

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 知彦

(74)【代理人】

【識別番号】100180596

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 要

(72)【発明者】

【氏名】吉澤 辰也

(72)【発明者】

【氏名】小林 巧

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０１５０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５３６７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−１３７４５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１０３６８３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３５／０６

Ｈ０１Ｊ １／１５− １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電するための複数の通電経路を有したフィラメントを、前記通電経路を変えることで調整するフィラメントの調整方法であって、
部分的に点灯させる場合において、部分的に点灯させる領域に流す電流の電流値と、部分的に点灯させる領域を除く周辺部分に流す、０Ａよりも大の電流の電流値とを調整することで、前記部分的に点灯させる領域は電子が放出する温度範囲に加熱され、前記周辺部分は電子が放出しない温度範囲に加熱されるように調整する、フィラメントの調整方法。

【請求項2】

請求項１に記載のフィラメントの調整方法において、
複数の前記通電経路に通電する各々の電流は位相を合わせた交流電流にて調整する、フィラメントの調整方法。

【請求項3】

Ｘ線を発生するＸ線管装置であって、
通電するための複数の通電経路を有したフィラメントと、
部分的に点灯させる場合において、部分的に点灯させる領域に流す電流の電流値と、部分的に点灯させる領域を除く周辺部分に流す、０Ａよりも大の電流の電流値とを調整することで、前記部分的に点灯させる領域は電子が放出する温度範囲に加熱され、前記周辺部分は電子が放出しない温度範囲に加熱されるように調整する調整部と
を備える、Ｘ線管装置。

【請求項4】

請求項３に記載のＸ線管装置において、
複数の前記通電経路に通電する各々の電流は位相を合わせた交流電流にて調整する、Ｘ線管装置。

【請求項5】

Ｘ線を発生するＸ線管装置であって、
電子線出射面を有するフィラメントと、
前記電子線出射面の全面の領域に電流を流す全灯通電加熱用脚部と、
前記電子線出射面の一部の領域のみに電流を流す半灯通電加熱用脚部と、
前記全灯通電加熱用脚部および前記半灯通電加熱用脚部に流す電流を調整する調整部とを備え、
前記調整部は、
前記電子線出射面の全面の領域から電子を放出させる場合に、前記電子線出射面から電子が放出する温度範囲に加熱されるような電流値の電流を、前記全灯通電加熱用脚部から流すように調整し、前記半灯通電加熱用脚部からは電流を流さないように調整し、
前記電子線出射面の前記一部の領域のみから電子を放出させる場合に、前記全灯通電加熱用脚部から、前記電子線出射面の前記一部の領域以外の周辺部分が、電子が放出しない温度範囲に加熱されるよう０Ａよりも大の電流値の電流を流すように調整し、前記半灯通電加熱用脚部から、前記全灯通電加熱用脚部からの電流が加算されることで、前記電子線出射面の前記一部の領域から電子が放出する温度範囲に加熱されるような電流値の電流を流すように調整する、
Ｘ線管装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、通電するための複数の通電経路を有したフィラメントを、通電経路を変えることで調整するフィラメントの調整方法およびＸ線管装置に関する。

【背景技術】

【0002】

通電するための複数の通電経路を有したフィラメントとして、４本の通電加熱用の脚部を備えた平板フィラメント（「平板エミッタ」とも呼ばれる）を例に採って説明する。従来の平板フィラメントの構造について、図６および図７を参照して説明する。図６および図７は、従来の平板フィラメントの概略平面図である。図６は、長方形の形状を有した平板フィラメントであり、図７は、円形の形状を有した平板フィラメントである。

【0003】

図６や図７に示すように、電子線出射面１０１（図６では長方形の形状を有した電子線出射面１０１、図７では円形の形状を有した電子線出射面１０１）の付け根に４本の通電加熱用の脚部１０２〜１０５を有している。通常は、脚部１０２〜１０５を図中の破線箇所で９０°に折り曲げて、脚部１０２〜１０５からそれぞれ通電することで、電子線出射面１０１を加熱し、電子線出射面１０１から熱電子を放出させる。電子線出射面１０１から放出した熱電子が、陽極のターゲット（図示省略）に衝突することで、Ｘ線を発生する。

【0004】

脚部１０２〜１０５のうち、脚部１０２，１０３（図中では「Ａ」，「Ｂ」で表記）は、電子線出射面１０１の全面の領域を通電加熱して電子線を出射する大焦点用の全灯に用いられる全灯通電加熱用脚部１０２，１０３である。一方、脚部１０２〜１０５のうち、脚部１０４，１０５（図中では「Ｃ」，「Ｄ」で表記）は、電子線出射面１０１の全面よりも狭い領域（図中の右上斜線のハッチングで示された領域を参照）のみを通電加熱して電子線を出射する小焦点用の半灯に用いられる半灯通電加熱用脚部１０４，１０５である。

【0005】

すなわち、電子線出射面１０１の全面の領域を加熱する場合には、全灯通電加熱用脚部１０２，１０３（Ａ，Ｂ）から通電して全面を加熱する。一方、部分的に点灯して電子の放出範囲を制限して、焦点を小さくする場合には、半灯通電加熱用脚部１０４，１０５（Ｃ，Ｄ）から通電して、図中の右上斜線のハッチングで示された領域のみを点灯させて加熱する。全灯の場合には通電経路はＡ→Ａの付け根→Ｄの付け根→Ｃの付け根→Ｂの付け根→Ｂとなり、半灯の場合には通電経路はＣ→Ｃの付け根→Ｄの付け根→Ｄとなる。このようにして、通電経路を変えることで平板フィラメントの点灯範囲を調整する（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１２−１５０４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、部分的に点灯させる場合には、中央部分と周辺部分との間で温度差が大きくなるという問題がある。
すなわち、中央部分につながる脚部の対（図６や図７中の脚部１０４「Ｃ」，脚部１０５「Ｄ」を参照）から通電加熱した場合、中央付近のみ加熱する。このとき、周辺部分は熱伝導により多少は加熱されるものの中央部分と周辺部分との間で温度差が大きくなる。中央部分と周辺部分との間での温度差により熱膨張差も大きくなり、熱膨張差による熱応力も大きくなる。この熱膨張差による熱応力が大きい状態で繰り返し加熱を行った場合に、平板状の電子線出射面１０１において変形が生じる。

【0008】

変形が生じ、フィラメントの平坦度が悪くなると、電子の放出角度が変わる。電子の放出角度が変わることで平坦な状態で所定の焦点領域に収束されていた電子の収束性が悪くなり、Ｘ線焦点が大きくなるという不具合が生じる。

【0009】

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、変形を防止しつつ、安定した焦点を維持することができるフィラメントの調整方法およびＸ線管装置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】

【0010】

フィラメントの調整方法は、通電するための複数の通電経路を有したフィラメントを、前記通電経路を変えることで調整するフィラメントの調整方法であって、部分的に点灯させる場合において、部分的に点灯させる領域に流す電流の電流値と、部分的に点灯させる領域を除く周辺部分に流す、０Ａよりも大の電流の電流値とを調整することで、部分的に点灯させる領域は電子が放出する温度範囲に加熱され、周辺部分は電子が放出しない温度範囲に加熱されるように調整する。

【0011】

複数の通電経路に通電する各々の電流は位相を合わせた交流電流にて調整するのが好ましい。もちろん、回路構成によっては、直流電流で制御することも可能であり、その場合、位相の制御は必要ない。

【0012】

Ｘ線管装置は、Ｘ線を発生するＸ線管装置であって、通電するための複数の通電経路を有したフィラメントと、部分的に点灯させる場合において、部分的に点灯させる領域に流す電流の電流値と、部分的に点灯させる領域を除く周辺部分に流す、０Ａよりも大の電流の電流値とを調整することで、部分的に点灯させる領域は電子が放出する温度範囲に加熱され、周辺部分は電子が放出しない温度範囲に加熱されるように調整する調整部とを備える。

【0013】

複数の通電経路に通電する各々の電流は位相を合わせた交流電流にて調整するのが好ましい。もちろん、回路構成によっては、直流電流で制御することも可能であり、その場合、位相の制御は必要ない。
また、全灯通電加熱用脚部および半灯通電加熱用脚部をＸ線管装置が備える場合には、Ｘ線管装置は下記のような構成となる。すなわち、Ｘ線を発生するＸ線管装置であって、電子線出射面を有するフィラメントと、前記電子線出射面の全面の領域に電流を流す全灯通電加熱用脚部と、前記電子線出射面の一部の領域のみに電流を流す半灯通電加熱用脚部と、前記全灯通電加熱用脚部および前記半灯通電加熱用脚部に流す電流を調整する調整部とを備え、前記調整部は、前記電子線出射面の全面の領域から電子を放出させる場合に、前記電子線出射面から電子が放出する温度範囲に加熱されるような電流値の電流を、前記全灯通電加熱用脚部から流すように調整し、前記半灯通電加熱用脚部からは電流を流さないように調整し、前記電子線出射面の前記一部の領域のみから電子を放出させる場合に、前記全灯通電加熱用脚部から、前記電子線出射面の前記一部の領域以外の周辺部分が、電子が放出しない温度範囲に加熱されるよう０Ａよりも大の電流値の電流を流すように調整し、前記半灯通電加熱用脚部から、前記全灯通電加熱用脚部からの電流が加算されることで、前記電子線出射面の前記一部の領域から電子が放出する温度範囲に加熱されるような電流値の電流を流すように調整する。

【発明の効果】

【0014】

この発明に係るフィラメントの調整方法およびＸ線管装置によれば、部分的に点灯させる場合において、部分的に点灯させる領域に流す電流の電流値と、部分的に点灯させる領域を除く周辺部分に流す、０Ａよりも大の電流の電流値とを調整することで、部分的に点灯させる領域は電子が放出する温度範囲に加熱され、周辺部分は電子が放出しない温度範囲に加熱されるように調整する。この調整により、点灯させる部分と周辺部分との間での温度差が小さくなり、熱応力による変形を防止することができる。よって、フィラメントの寿命期間を通じて、フィラメントが変形しない平坦度を維持した状態が得られる。これにより、安定した焦点を維持することができる。
また、全灯通電加熱用脚部および半灯通電加熱用脚部を備えたＸ線管装置によれば、電子線出射面の全面の領域から電子を放出させる場合に、電子線出射面から電子が放出する温度範囲に加熱されるような電流値の電流を、全灯通電加熱用脚部から流すように調整し、半灯通電加熱用脚部からは電流を流さないように調整する。一方、電子線出射面の一部の領域のみから電子を放出させる場合に、全灯通電加熱用脚部から、電子線出射面の一部の領域以外の周辺部分が、電子が放出しない温度範囲に加熱されるよう０Ａよりも大の電流値の電流を流すように調整し、半灯通電加熱用脚部から、全灯通電加熱用脚部からの電流が加算されることで、電子線出射面の一部の領域から電子が放出する温度範囲に加熱されるような電流値の電流を流すように調整する。電子線出射面の一部の領域のみから電子を放出させる場合に、この調整により、点灯させる部分（すなわち電子が放出する電子線出射面の一部の領域）と周辺部分（すなわち電子が放出せずに加熱される領域）との間での温度差が小さくなり、熱応力による変形を防止することができる。よって、フィラメントの寿命期間を通じて、フィラメントが変形しない平坦度を維持した状態が得られる。これにより、安定した焦点を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施例に係るＸ線装置のブロック図である。

【図2】実施例に係るＸ線管装置の概略図である。

【図3】実施例に係る平板フィラメントの概略平面図および周辺の回路図である。

【図4】実施例に係る平板フィラメントの概略平面図および周辺の回路図である。

【図5】（ａ）は全灯通電加熱用脚部・半灯通電加熱用脚部に流れる電流値の組み合わせと、周辺部分の温度との対応関係を表したテーブル、（ｂ）は電流値の組み合わせを変えたときの点灯領域の模式図である。

【図6】従来の平板フィラメントの概略平面図である。

【図7】図６とは別の形状を有する従来の平板フィラメントの概略平面図である。

【実施例】

【0016】

発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
これまで、通電する電流値の設定はＯＮかＯＦＦの切替により行われており、ＯＮにおける最大電流値かＯＦＦにおける０［Ａ］しか設定されていなかった。一方で、ＯＦＦにおける０［Ａ］からＯＮにおける最大電流値までの間の値を有する電流を流すと、フィラメントが多少は加熱されるものの電子は放出されないという現象が起こる。この現象を逆に利用して、通電する電流値を微調整すれば、電子が放出しない温度範囲に調整することで、点灯させる部分（例えば中央部分）が加熱されるとともに、その周辺部分も電子が放出しない温度範囲で加熱されるという知見を得た。さらに、点灯させる部分と周辺部分との間での温度差を小さくすることができるという知見も得た。

【0017】

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線装置のブロック図であり、図２は、実施例に係るＸ線管装置の概略図であり、図３および図４は、実施例に係る平板フィラメントの概略平面図および周辺の回路図である。本実施例では、平板フィラメントがＸ線管装置に用いられる場合を例に採って説明するとともに、Ｘ線透視装置やＸ線撮影装置などのＸ線装置にＸ線管装置が組み込まれる場合を例に採って説明する。

【0018】

本実施例に係るＸ線装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管装置２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３とを備えている。なお、Ｘ線検出器については、上述したＦＰＤ以外にも、イメージインテンシファイアなどに例示されるように特に限定されない。Ｘ線管装置２は、この発明におけるＸ線管装置に相当する。

【0019】

Ｘ線管装置２は、外囲器２１および外囲器２１に収容される陰極２２や集束電極２３や陽極２４を備えている。主として陰極２２は平板フィラメント１１および集束電極２３で構成されている。本実施例に係る平板フィラメントの具体的な構成については、図３や図４で後述する。なお、Ｘ線管装置２については、図２に示すような電子線Ｂの光軸に対して直交方向からＸ線を取り出すタイプに限定されず、電子線Ｂの光軸に沿って平行にＸ線を透過させたタイプであってもよい。

【0020】

その他に、外囲器２１周辺において、Ｘ線管装置２は、図２に示すように、交流電源２５，２６（図３や図４も参照）と変圧器（トランス）２７，２８（図３や図４も参照）を備えている。本実施例では交流電源を電源として採用したが、直流電源であってもよい。変圧器２７，２８の一次側電流を調整して平板フィラメント１１に通電する二次電流を調整する。

【0021】

図１の説明に戻って、Ｘ線装置は、画像処理部４と高電圧発生部５とを備えている。その他にもモニタや記憶媒体や入力部（いずれも図示省略）などの構成を備えているが、これらの構成については、特徴部分あるいは特徴部分に関連した構成でないので、その説明については省略する。

【0022】

Ｘ線管装置２はＸ線を発生し、天板１に載置された被検体Ｍに向けてＸ線を照射する。ＦＰＤ３は、Ｘ線管装置２から発生し被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。ＦＰＤ３は、画素に対応したＸ線検出素子（図示省略）が２次元マトリックス状に配置されて構成されている。画像処理部４は、ＦＰＤ３で検出されたＸ線に基づく画像処理を行ってＸ線画像を取得する。具体的には、Ｘ線検出素子で検出されたＸ線に基づく画素値を各々の画素に対応付けて並べることでＸ線画像を出力する。このときに、画像処理部４は様々な画像処理をＸ線画像に対して施す。

【0023】

撮影を行う場合には、通常の線量でＸ線管装置２から被検体ＭにＸ線を１回照射して、画像処理部４にて取得されたＸ線画像を出力する。透視を行う場合には、撮影のときよりも少ない線量でＸ線管装置２から被検体ＭにＸ線を連続的に照射し、画像処理部４にてそれぞれ取得された各々のＸ線画像をモニタ（図示省略）に連続的に出力する。また、断層撮影を行う場合には、Ｘ線管装置２やＦＰＤ３、被検体Ｍの少なくともいずれか一方を移動させて、Ｘ線管装置２やＦＰＤ３を被検体Ｍに対して相対的に移動させながら、Ｘ線管装置２から被検体ＭにＸ線を連続的に照射し、画像処理部４にてそれぞれ取得された各々のＸ線画像に対して再構成処理を行い、断層画像を出力する。

【0024】

高電圧発生部５は、Ｘ線管装置２に管電圧や管電流を付与してＸ線を発生させるように制御する。本実施例では、高電圧発生部５は複数（本実施例では２つ）の系統のフィラメントを一定電流に加熱する回路を有しており、２系統のフィラメントに通電する電流は互いに位相の同期の取れた電流にて制御される。具体的には変圧器２７，２８（図２〜図４を参照）に流す一次電流を調整することで、フィラメントにつながる２次電流を調整している。

【0025】

図２に示すように、外囲器２１は、平板フィラメント１１や集束電極２３や陽極２４を収容する。電子線Ｂが陽極２４に衝突して発生したＸ線（図２では「Ｘｒａｙ」で表記）を透過させて外囲器２１の外部に引き出す窓（図示省略）が外囲器２１に設けられている。陰極２２は、図３あるいは図４に示すような平板フィラメント１１および集束電極２３（図２を参照）で主として構成されており、平板フィラメント１１の電子線出射面からの電子線Ｂを陽極２４上に集束させる。

【0026】

平板フィラメント１１は、図３あるいは図４に示すような構造である。図３は、長方形の形状を有した平板フィラメントであり、図４は、円形の形状を有した平板フィラメントである。「背景技術」の欄でも述べたように、電子線出射面（図３では長方形の形状を有した電子線出射面、図４では円形の形状を有した電子線出射面）の付け根に４本の通電加熱用の脚部１２〜１５を有している。脚部１２〜１５を図中の破線箇所で９０°に折り曲げて、脚部１２〜１５からそれぞれ通電することで、電子線出射面を加熱し、電子線出射面から熱電子を放出させる。電子線出射面から放出された熱電子（図２の電子線Ｂを参照）が、陽極２４（図２を参照）に衝突することで、Ｘ線（図２では「Ｘｒａｙ」で表記）を発生する。

【0027】

脚部１２〜１５のうち、脚部１２，１３（図中では「Ａ」，「Ｂ」で表記）は、電子線出射面の全面の領域を通電加熱して電子線Ｂ（図２を参照）を出射する大焦点用の全灯に用いられる全灯通電加熱用脚部１２，１３である。一方、脚部１２〜１５のうち、脚部１４，１５（図中では「Ｃ」，「Ｄ」で表記）は、電子線出射面の全面よりも狭い領域（図中の右上斜線のハッチングで示された領域を参照）のみを通電加熱して電子線Ｂを出射する小焦点用の半灯に用いられる半灯通電加熱用脚部１４，１５である。

【0028】

すなわち、電子線出射面の全面の領域を加熱する場合には、全灯通電加熱用脚部１２，１３（Ａ，Ｂ）から通電して全面を加熱する。一方、部分的に点灯して電子の放出範囲を制限して、焦点を小さくする場合には、半灯通電加熱用脚部１４，１５（Ｃ，Ｄ）から通電して、図中の右上斜線のハッチングで示された領域のみを点灯させて加熱する。全灯の場合には通電経路はＡ→Ａの付け根→Ｄの付け根→Ｃの付け根→Ｂの付け根→Ｂとなり、半灯の場合には通電経路はＣ→Ｃの付け根→Ｄの付け根→Ｄとなる。このようにして、通電経路を変えることで平板フィラメント１１の加熱範囲（点灯範囲）を調整する。

【0029】

本実施例の場合には、平板フィラメント１１は変圧器２７，２８を介して通電される。変圧器２７，２８の１次側は交流電源２５，２６につながっている。交流電源２５は、変圧器２７を介して全灯通電加熱用脚部１２，１３（Ａ，Ｂ）の間を通電するための電源であり、交流電源２６は、変圧器２８を介して半灯通電加熱用脚部１４，１５（Ｃ，Ｄ）の間を通電するための電源である。

【0030】

通電する電流値（通電電流）は、半灯通電加熱用脚部１４，１５（Ｃ，Ｄ）から通電した場合に９［Ａ］程度で十分な電子放出が得られる条件とする。この条件の場合には、全灯通電加熱用脚部１２，１３（Ａ，Ｂ）から９［Ａ］程度の電流を流し、半灯通電加熱用脚部１４，１５（Ｃ，Ｄ）において０［Ａ］に設定することで、電子線出射面の全面から電子放出し、焦点を形成する。一方、中央の領域（Ｄの付け根・Ｃの付け根間の領域）のみを加熱して点灯させる場合には、半灯通電加熱用脚部１４，１５（Ｃ，Ｄ）のみから９［Ａ］程度の電流を流し、全灯通電加熱用脚部１２，１３（Ａ，Ｂ）において０［Ａ］に設定しても部分的な点灯を実現することができるが、電子出射面において変形が生じる。

【0031】

「発明が解決しようとする課題」の欄でも述べたように、電子線出射面の中央部分のみを加熱する場合には、中央部分と周辺部分との間で温度差が大きくなる。中央部分と周辺部分との間での温度差により熱膨張差も大きくなり、熱膨張差による熱応力も大きくなる。この熱膨張差による熱応力が大きい状態で繰り返し加熱を行った場合に、平板状の電子線出射面において変形が生じる。

【0032】

そこで、全灯通電加熱用脚部１２，１３（Ａ，Ｂ）から６［Ａ］程度の電流を流し、半灯通電加熱用脚部１４，１５（Ｃ，Ｄ）から３［Ａ］程度の電流を流すことで、中央の領域（Ｄの付け根・Ｃの付け根間の領域）では十分な電子放出が得られる９［Ａ］が流れる。一方、中央の領域を除く外側の両サイド部分（周辺部分）では６［Ａ］程度の電流が流れ、電子が放出しない範囲の最高温度（上限値の温度）となる。

【0033】

そのために、高電圧発生部５（図１を参照）は、変圧器２７，２８に流す一次電流の位相を合わせた上で、同時に制御することで、変圧器２７から流れる電流値を６［Ａ］程度に設定し、変圧器２８から流れる電流値を３［Ａ］程度に同時に設定する。これによって、変圧器２７から流れる電流値を６［Ａ］程度の電流値に調整するとともに変圧器２８から流れる電流値を３［Ａ］程度の電流値に調整する。

【0034】

なお、透視や撮影前に予め図５に示すテーブルを作成するのが好ましい。図５（ａ）は、全灯通電加熱用脚部・半灯通電加熱用脚部に流れる電流値の組み合わせと、周辺部分の温度との対応関係を表したテーブルであり、図５（ｂ）は、電流値の組み合わせを変えたときの点灯領域の模式図である。例えば、合計で９［Ａ］程度の電流値が中央の領域（Ｄの付け根・Ｃの付け根間の領域）に流れるように、電流値の組み合わせ（図５では「Ａ，Ｂの電流値」、「Ｃ，Ｄの電流値」と表記）と周辺部分の温度とを対応付けてテーブルを作成する。変圧器２７から流れる電流値（Ａ，Ｂの電流値）を０．２［Ａ］ずつ増やして、それに同期して変圧器２８から流れる電流値（Ｃ，Ｄの電流値）を０．２［Ａ］ずつ減らして、そのときの周辺部分の温度を測定する。

【0035】

実際には、陰極２２は真空の外囲器２１内に収容されるので、周辺部分の温度を測定する温度センサを設置することが困難である。よって、実際には通電せずにシミュレーションにより温度を求めればよい。もちろん、真空の外囲器２１内では放射温度計にてフィラメント温度を測定するのが一般的であるので、放射温度計で周辺部分の温度を測定してもよい。上述したように、周辺部分は熱伝導により多少は加熱されるので、周辺部分において温度勾配が発生する。よって、温度勾配において極大となる温度を周辺部分の温度として求める。ここでは、Ｔ_１＜Ｔ_２＜…Ｔ_Ｘ−１＜Ｔ_Ｘとする。変圧器２７から流れる電流値（Ａ，Ｂの電流値）が６［Ａ］になったとき（このとき変圧器２８から流れる電流値（Ｃ，Ｄの電流値）は３［Ａ］）が、電子が放出しない範囲の最高温度（上限値の温度）Ｔ_Ｘとすると、変圧器２７から流れる電流値（Ａ，Ｂの電流値）が６．２［Ａ］になったとき（このとき変圧器２８から流れる電流値（Ｃ，Ｄの電流値）は２．８［Ａ］）は、図５（ｂ）中の右上斜線のハッチングに示すように周辺部分の一部においても電子が放出されると推定される。

【0036】

このように、テーブルを予め作成することで、電子が放出しない範囲の最高温度（上限値の温度）Ｔ_Ｘのときの各電流値をそれぞれ把握することができる。なお、電子が放出しない温度範囲に調整するのであれば、必ずしも電子が放出しない範囲の最高温度（上限値の温度）Ｔ_Ｘのときの各電流値である必要はない。ただし、電子が放出しない範囲の最高温度（上限値の温度）Ｔ_Ｘのときの各電流値に調整することで、点灯させる部分と周辺部分との間での温度差を最小限に抑えることができる。よって、電子が放出しない範囲の最高温度（上限値の温度）Ｔ_Ｘのときの各電流値にそれぞれ調整するのが最も好ましい。

【0037】

本実施例に係るフィラメントの調整方法によれば、部分的に点灯させる場合において、通電する電流値をそれぞれ調整することで、部分的に点灯させる領域を除く周辺部分では電子が放出しない温度範囲に調整する。この調整により、点灯させる部分（本実施例では中央部分）が加熱されるとともに、その周辺部分も電子が放出しない温度範囲で加熱される。その結果、点灯させる部分と周辺部分との間での温度差が小さくなり、熱応力による変形を防止することができる。よって、フィラメントの寿命期間（例えばトータルの通電時間が5000時間）を通じて、フィラメントが変形しない平坦度を維持した状態が得られる。これにより、安定した焦点を維持することができる。

【0038】

本実施例に係るフィラメントの調整方法において、複数（実施例では２つ）の通電経路に通電する各々の電流は位相を合わせた交流電流にて調整するのが好ましい。もちろん、回路構成によっては、直流電流で制御することも可能であり、その場合、位相の制御は必要ない。

【0039】

本実施例に係るＸ線管装置２によれば、変圧器２７，２８が、本実施例に係るフィラメントの調整方法と同様に、部分的に点灯させる場合において、通電する電流値をそれぞれ調整することで、部分的に点灯させる領域を除く周辺部分では電子が放出しない温度範囲に調整する。この調整により、点灯させる部分と周辺部分との間での温度差が小さくなり、熱応力による変形を防止することができる。よって、フィラメントの寿命期間を通じて、フィラメントが変形しない平坦度を維持した状態が得られる。これにより、安定した電子線の焦点、ひいては安定したＸ線の焦点を維持することができる。

【0040】

本実施例に係るＸ線管装置２において、本実施例に係るフィラメントの調整方法と同様に、複数（２つ）の通電経路に通電する各々の電流は位相を合わせた交流電流にて調整するのが好ましい。もちろん、回路構成によっては、直流電流で制御することも可能であり、その場合、位相の制御は必要ない。

【0041】

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

【0042】

（１）上述した実施例では、フィラメントを用いたＸ線管装置の具体的な構成については特に限定されない。例えば、陽極がそれを収容する外囲器と一体となって回転する外囲器回転型医用Ｘ線管や、それ以外の医用Ｘ線管や、工業用の大焦点Ｘ線管に適用することができる。

【0043】

（２）上述した実施例では、Ｘ線管装置に適用したが、Ｘ線を発生せずに電子線を出射する電子源に適用してもよい。

【0044】

（３）Ｘ線装置については、被検体を診断する医用Ｘ線装置であってもよいし、非破壊検査装置に用いられる工業用Ｘ線装置であってもよい。

【0045】

（４）上述した実施例では、フィラメント（実施例では平板フィラメント）がＸ線管装置に用いられる場合を例に採って説明するとともに、Ｘ線透視装置やＸ線撮影装置などのＸ線装置にＸ線管装置が組み込まれる場合を例に採って説明したが、Ｘ線管装置単体、フィラメント単体を調整する場合も同様である。

【0046】

（５）上述した実施例では、平板フィラメントを例に採って説明したが、必ずしも電子線出射面が平板状である必要はない。ただし、平板状の電子線出射面を有した平板フィラメントの方が、平板フィラメントを水平面に固定することができ、焦点を精度良く制御することができる。

【0047】

（６）上述した実施例では、フィラメント（実施例では平板フィラメント）において２つの通電経路を有していたが、複数であれば３つ以上であってもよい。例えば、特許文献１：特開２０１２−１５０４５号公報の図４に示すように３つの通電経路を有したフィラメントに適用してもよい。

【0048】

（７）上述した実施例では、部分的に点灯させる領域は中央部分（Ｄの付け根・Ｃの付け根間の領域）であったが、必ずしも中央部分に限定されない。

【産業上の利用可能性】

【0049】

以上のように、この発明は、Ｘ線管装置や電子源の他に、Ｘ線透視装置やＸ線撮影装置などのＸ線装置に適している。

【符号の説明】

【0050】

１１ … 平板フィラメント
２ … Ｘ線管装置
２２ … 陰極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】