特開 2023-148591 Ｘ線発生装置、Ｘ線装置、Ｘ線発生装置の制御方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023148591

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】Ｘ線発生装置、Ｘ線装置、Ｘ線発生装置の制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/00 20060101AFI20231005BHJP

   H05G 1/66 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

H01J35/00 A

H05G1/66

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022056707

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 孝仁

【テーマコード（参考）】

4C092

【Ｆターム（参考）】

4C092AA01

4C092AB07

4C092AB12

4C092BD17

4C092BE06

4C092DD30

(57)【要約】

【課題】凍結したＬＭ軸受の液体金属を効率的に融解すること。
【解決手段】実施形態のＸ線発生装置は、Ｘ線管装置と、冷却管と、ヒータと、ラジエータと、推定部と、加熱制御部と、を持つ。Ｘ線管装置は、ハウジング内に配置されたＸ線管を有する。冷却管は、前記Ｘ線管装置のハウジングに接続され、前記ハウジング内に冷媒を循環供給する。ヒータは、前記冷却管に設けられている。ラジエータは、前記冷却管を介して前記Ｘ線管装置と接続されている。推定部は、前記Ｘ線管内の軸受に含まれる液体金属の状態を推定する。加熱制御部は、前記液体金属の状態に基づいて、前記ヒータの加熱を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ハウジング内に配置されたＸ線管を有するＸ線管装置と、
前記Ｘ線管装置のハウジングに接続され、前記ハウジング内に冷媒を循環供給する冷却管と、
前記冷却管に設けられたヒータと、
前記冷却管を介して前記Ｘ線管装置と接続されたラジエータと、
前記Ｘ線管内の軸受に含まれる液体金属の状態を推定する推定部と、
前記液体金属の状態に基づいて、前記ヒータの加熱を制御する加熱制御部と、を備える、
Ｘ線発生装置。

【請求項2】

前記加熱制御部は、前記液体金属が凍結していると推定されたときに、前記ヒータを加熱する、
請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項3】

前記ラジエータによる前記冷媒の冷却を制御する冷却制御部を更に備え、
前記加熱制御部は、前記冷却制御部による制御に更に基づいて、前記ヒータの加熱を制御する、
請求項１または２に記載のＸ線発生装置。

【請求項4】

前記加熱制御部は、前記冷却制御部によりラジエータを制御して前記冷媒を冷却する制御を停止しているときに、前記ヒータを加熱する、
請求項３に記載のＸ線発生装置。

【請求項5】

前記Ｘ線管を回転制御するロータの出力を取得する出力取得部を更に備え、
前記推定部は、前記ロータの出力に基づいて、前記液体金属の状態を推定する、
請求項１または２に記載のＸ線発生装置。

【請求項6】

前記推定部は、前記ロータの出力が出力閾値以下であるときに、前記液体金属が凍結していると推定する、
請求項５に記載のＸ線発生装置。

【請求項7】

前記推定部は、前記液体金属の凍結度合いを推定し、
前記加熱制御部は、前記液体金属の凍結度合いに更に基づいて、前記ヒータの加熱を制御する、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項8】

前記加熱制御部は、前記液体金属の凍結度合いが高いほど、前記ヒータの加熱温度を高く制御する、
請求項７に記載のＸ線発生装置。

【請求項9】

前記加熱制御部は、前記Ｘ線管装置の起動時に前記液体金属の凍結度合いが高いほど、前記ヒータの加熱温度を高く制御する、
請求項８に記載のＸ線発生装置。

【請求項10】

前記冷媒を前記ラジエータから前記ハウジングに向けて供給するポンプと、
前記液体金属の状態に基づいて、前記ポンプを作動制御するポンプ制御部と、を更に備え、
前記ポンプ制御部は、前記液体金属の凍結度合いに基づいて、前記ポンプの作動量を制御する、
請求項１から９のうちいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項11】

前記ポンプ制御部は、前記液体金属の凍結度合いが高いほど、前記ポンプの作動量を大きく制御する、
請求項１０に記載のＸ線発生装置。

【請求項12】

前記推定部は、前記Ｘ線管の起動時に、前記Ｘ線管を回転制御するロータのアイドリングの試行回数を判定し、
前記加熱制御部は、前記アイドリングの試行回数が多いほど、前記ヒータの加熱温度を高く制御する、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項13】

前記冷媒を前記ラジエータから前記ハウジングに向けて供給するポンプと、
前記液体金属の状態に基づいて、前記ポンプを作動制御するポンプ制御部と、を更に備え、
前記推定部は、前記Ｘ線管の起動時に、前記Ｘ線管を回転制御するロータのアイドリングの試行回数を判定し、
前記ポンプ制御部は、前記アイドリングの試行回数が多いほど、前記ポンプの作動量を大きく制御する、
請求項１から６のうちいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項14】

請求項１から１３のうちいずれか１項に記載のＸ線発生装置を用いたＸ線装置。

【請求項15】

コンピュータと、
ハウジング内に配置されたＸ線管を有するＸ線管装置と、
前記Ｘ線管装置のハウジングに接続され、前記ハウジング内に冷媒を循環供給する冷却管と、
前記冷却管に設けられたヒータと、
前記冷却管を介して前記Ｘ線管装置と接続されたラジエータと、を備えるＸ線発生装置の前記コンピュータが、
前記Ｘ線管内の軸受に含まれる液体金属の状態を推定し、
前記液体金属の状態に基づいて、前記ヒータの加熱を制御する、
Ｘ線発生装置の制御方法。

【請求項16】

コンピュータと、
ハウジング内に配置されたＸ線管を有するＸ線管装置と、
前記Ｘ線管装置のハウジングに接続され、前記ハウジング内に冷媒を循環供給する冷却管と、
前記冷却管に設けられたヒータと、
前記冷却管を介して前記Ｘ線管装置と接続されたラジエータと、を備えるＸ線発生装置の前記コンピュータに、
前記Ｘ線管内の軸受に含まれる液体金属の状態を推定させ、
前記液体金属の状態に基づいて、前記ヒータの加熱を制御させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線発生装置、Ｘ線装置、Ｘ線発生装置の制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線管装置として、Ｘ線管内のターゲットを高速回転させるために、液体金属を含む軸受（以下、ＬＭ軸受）を備えるものがある。ＬＭ軸受に含まれる液体金属は凝固点が高いので、冬季におけるＸ線管装置の輸送時や車載搭載システムなどにおいて、液体金属が凍結する現象が生じる。液体金属が凍結すると、ターゲット（回転陽極）が回転しにくくなったり回転しなかったりする。このため、液体金属が凍結しているときには、例えば、ターゲットを回転させるためのステータコイルを電磁誘導発熱させて、輻射熱によってＸ線管内の液体金属を融解させていた。

【0003】

しかし、ステータコイルから液体金属への熱伝達の効率は高くない。このため、ステータコイルを電磁誘導発熱させて輻射熱を発生させたとしても、ＬＭ軸受における液体金属を融解させるために多大な時間を要することがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５－２１７５３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題は、凍結したＬＭ軸受の液体金属を効率的に融解することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態のＸ線発生装置は、Ｘ線管装置と、冷却管と、ヒータと、ラジエータと、推定部と、加熱制御部と、を持つ。Ｘ線管装置は、ハウジング内に配置されたＸ線管を有する。冷却管は、前記Ｘ線管装置のハウジングに接続され、前記ハウジング内に冷媒を循環供給する。ヒータは、前記冷却管に設けられている。ラジエータは、前記冷却管を介して前記Ｘ線管装置と接続されている。推定部は、前記Ｘ線管内の軸受に含まれる液体金属の状態を推定する。加熱制御部は、前記液体金属の状態に基づいて、前記ヒータの加熱を制御する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施形態のＸ線発生装置の構成の一例を示す図。

【図2】制御装置１００に処理の一例を示すフローチャート。

【図3】制御装置１００に処理の一例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら、実施形態のＸ線発生装置、Ｘ線装置、Ｘ線発生装置の制御方法、及びプログラムについて説明する。

【0009】

図１は、実施形態のＸ線発生装置の構成の一例を示す図である。実施形態のＸ線発生装置１は、例えば、Ｘ線管装置１０と、冷却管２０と、ラジエータ３０と、ヒータ４０と、制御装置１００と、を備える。Ｘ線発生装置１は、Ｘ線管装置１０と、ラジエータ３０と、を含む概念である。Ｘ線発生装置１は、例えば、Ｘ線ＣＴ装置やＸ線診断装置などのＸ線装置の一部として利用される。

【0010】

Ｘ線管装置１０は、例えば、ハウジング１１内に配置されたＸ線管１２を有する。ハウジング１１内は、密閉空間とされている。Ｘ線管１２は、ハウジング１１内の密閉空間に収容されている。Ｘ線管１２は、取付部材１３を介してハウジング１１の内側面における所定位置に固定されている。

【0011】

Ｘ線管１２は、真空外囲器１４を備える。真空外囲器１４内には、円盤状の回転陽極１５が設けられている。回転陽極１５は、陽極ターゲット層が設けられた円盤部１５Ａと、円盤部１５Ａを支持する軸部１５Ｂとを備える。軸部１５Ｂの回転に伴い、円盤部１５Ａも回転する。回転陽極１５は、図示しない陰極が発生する熱電子の衝突を受けてＸ線を発生させる。発生したＸ線は、Ｘ線管１２の外に放出される。

【0012】

真空外囲器１４内には、ロータ１６が設けられている。ロータ１６には、回転陽極１５の軸部１５Ｂが接続されている。真空外囲器１４におけるロータ１６が設けられた位置の周囲には、ステータコイル１７が配置されている。ステータコイル１７は、取付部材１３と真空外囲器１４の間に介在されている。

【0013】

ステータコイル１７は、インバータ装置などの専用電源５０が接続されている。また、専用電源５０は、制御装置１００に接続されている。制御装置１００により、ロータ駆動信号が送信された場合に、専用電源５０がステータコイル１７に制御電流を供給することにより、ロータ１６が作動して回転する。

【0014】

回転陽極１５における軸部１５Ｂの周囲にはＬＭ軸受１８が設けられている。ＬＭ軸受１８は、Ｘ線管１２内の軸受であり、例えば、液体金属を潤滑剤として用いる動圧式すべり軸受である。ＬＭ軸受１８に含まれ、潤滑剤として用いられる液体金属は、例えば、ガリウム（Ｇａ）またはガリウム－インジウム－錫（Ｇａ－Ｉｎ－Ｓｎ）合金である。液体金属は、その他の金属でもよい。

【0015】

ハウジング１１内における密閉空間には冷却液が充填されている。冷却液は、例えば、絶縁油である。Ｘ線管１２は、ハウジング１１に充填された冷却液との間で熱交換することによって冷却される。Ｘ線管１２は、冷却液の内部に浸かった状態でハウジング１１に収容されている。

【0016】

ハウジング１１の内部にはＸ線管センサ１９が設けられている。Ｘ線管センサ１９は、例えば、温度センサ１９Ａと、出力センサ１９Ｂと、を備える。温度センサ１９Ａは、ハウジング１１内における冷却液の温度を検出する。出力センサ１９Ｂは、Ｘ線管１２に関する出力、例えば回転する回転陽極１５の回転数を検出する。

【0017】

Ｘ線管センサ１９は、制御装置１００に接続されている。Ｘ線管センサ１９は、検出結果を制御装置１００に送信する。例えば、温度センサ１９Ａは、検出した冷却液の温度を示す温度信号を制御装置１００に送信する。出力センサ１９Ｂは、回転陽極１５の回転数を示す回転数信号を制御装置１００に送信する。

【0018】

出力センサ１９Ｂは、Ｘ線管１２に関する出力を、回転数以外の態様で検出するセンサでもよい。出力センサ１９Ｂは、例えば、回転数センサであり、回転する回転陽極１５の回転加速度を検出してもよい。出力センサ１９Ｂは、トルクセンサであり、回転する回転陽極１５に出力されるトルクを検出してもよい。これらの場合、出力センサ１９Ｂは、回転加速度信号やトルク信号を制御装置１００に送信する。Ｘ線管１２に関する出力は、ロータ１６にかかる負荷やロータ１６における電流値、電圧値、電力値などでもよい。出力センサ１９Ｂに代えてまたは加えて、専用電源５０がステータコイル１７へ供給している制御電流の消費電力、電流値、電圧値、トルクなどを専用電源５０自身が監視して回転陽極１５の回転数信号を検出してもよい。

【0019】

ハウジング１１の外側面には、冷却管２０が取り付けられる第１取付口１１Ａと、第２取付口１１Ｂが設けられている。第１取付口１１Ａ及び第２取付口１１Ｂに取り付けられた冷却管２０の内側は、ハウジング１１の内側と連通する。ハウジング１１の内側の冷却液は、第１取付口１１Ａを通ってハウジング１１の外部（冷却管２０内）に排出され、ハウジング１１の外部（冷却管２０内）の冷却液は、第２取付口１１Ｂを通ってハウジング１１内に流入される。

【0020】

冷却管２０は、ハウジング１１内に冷却液を循環供給する。冷却液は、冷媒の一例である。冷却管２０における流入口から冷却液が流入し、排出口から冷却液が排出される。冷却管２０は、直管や曲管のほか、ラジエータ３０内に配置されたベローズ２１を備えている。

【0021】

ラジエータ３０は、冷却管２０を介してＸ線管装置１０と接続されている。Ｘ線管装置１０では、Ｘ線管１２との熱交換により冷却液が加熱される。ラジエータ３０は、Ｘ線管装置１０により加熱されて排出された冷却液を冷却する。ラジエータ３０は、例えば、ファン３１と、開閉シャッター３２と、ポンプ３３と、フィン３４と、を備える。

【0022】

ファン３１は、回転可能な回転翼を備え、ファン３１が作動して回転翼が回転することにより、冷却管２０に向けて冷風が供給される。ファン３１が作動して冷却管２０に冷風が供給されることにより、冷却管２０内の冷却液と外部の空気との間で熱交換が行われて冷却液が冷却される。

【0023】

開閉シャッター３２は、冷却管２０を挟んだファン３１の反対側に配置されている。開閉シャッター３２は、ファン３１が作動しているときに開放し、ファン３１が停止しているときに閉鎖する。ファン３１が作動しているときに開閉シャッター３２が開放することにより、冷却管２０内の冷却液との間で熱交換されて温度が高くなった空気がラジエータ３０の外部に排出されやすくなる。

【0024】

ポンプ３３は、冷却管２０に設けられている。ポンプ３３が作動することにより、冷却管２０内を冷却液が循環するとともに、Ｘ線管装置１０のハウジング１１に冷却液を循環供給する。ファン３１、開閉シャッター３２、及びポンプ３３は、制御装置１００に電気的に接続されている。ファン３１の作動、開閉シャッター３２の開閉、及びポンプ３３の作動は、制御装置１００により制御可能とされている。

【0025】

フィン３４は、冷却管２０の周囲に複数設けられている。ファン３１によりラジエータ３０の内部に供給される空気は、フィン３４に向けられる。フィン３４が設けられることにより、ラジエータ３０内の空気に対する接触面積が大きくなり、冷却管２０内の冷却液の冷却効果が高められる。

【0026】

ヒータ４０は、例えば、冷却管２０内を流通する冷却液の流通方向に見て、フィン３４が設けられた位置の上流側に設けられた第１ヒータ４１と、下流側に設けられた第２ヒータ４２と、を備える。第１ヒータ４１及び第２ヒータ４２は、いずれも、例えば、冷却管２０をシリコンラバーで覆ったシリコンラバーヒータである。

【0027】

第１ヒータ４１と第２ヒータ４２は、同じ種類のヒータでもよいし異なる種類ヒータでもよい。ここでは、第１ヒータ４１及び第２ヒータ４２の両方を設けるが、第１ヒータ４１及び第２ヒータ４２のいずれかを設けるようにしてもよい。以下、第１ヒータ４１第２ヒータ４２を区別しない場合には、ヒータ４０として説明を進める。

【0028】

ヒータ４０は、制御装置１００に電気的に接続されている。制御装置１００の制御によりヒータ４０が作動することにより、冷却管２０内を流通する冷却液がヒータ４０により加熱される。制御装置１００は、第１ヒータ４１及び第２ヒータ４２を同時に作動させるように制御してもよいし、第１ヒータ４１及び第２ヒータ４２を独立して作動させるように制御してもよい。

【0029】

制御装置１００は、例えば、送受信装置１１０と、入力インターフェース１２０と、処理回路１３０と、記憶部１４０と、を備える。送受信装置１１０は、Ｘ線管装置１０におけるステータコイル１７、Ｘ線管センサ１９、ラジエータ３０におけるファン３１、開閉シャッター３２、ポンプ３３、及びヒータ４０に電気的に接続されている。

【0030】

送受信装置１１０は、Ｘ線管センサ１９により送信される温度信号や回転数信号などの信号を受信する。送受信装置１１０は、受信した信号を処理回路１３０に出力する。送受信装置１１０は、処理回路１３０により出力された信号をステータコイル１７、ファン３１、開閉シャッター３２、ポンプ３３、及びヒータ４０に送信する。

【0031】

入力インターフェース１２０は、各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号（受付信号）に変換して処理回路１３０に出力する。入力インターフェース１２０は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、タッチパネル等を含む。入力インターフェース１２０は、例えば、マイク等の音声入力を受け付けるユーザインターフェースであってもよい。入力インターフェース１２０がタッチパネルである場合、入力インターフェース１２０は、ディスプレイの表示機能を兼ね備えるものであってもよい。

【0032】

なお、本明細書において入力インターフェースはマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェースの例に含まれる。

【0033】

処理回路１３０は、例えば、出力取得機能１３１と、推定機能１３２と、冷却制御機能１３３と、加熱制御機能１３４と、ポンプ制御機能１３５と、ロータ制御機能１３６と、を備える。処理回路１３０は、例えば、ハードウェアプロセッサが記憶装置（記憶回路）に記憶されたプログラムを実行することにより、これらの機能を実現するものである。

【0034】

ハードウェアプロセッサとは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit; ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device; ＳＰＬＤ）または複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device; ＣＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array; ＦＰＧＡ））などの回路（circuitry）を意味する。記憶装置（記憶部１４０）にプログラムを記憶させる代わりに、ハードウェアプロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、ハードウェアプロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。ハードウェアプロセッサは、単一の回路として構成されるものに限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのハードウェアプロセッサとして構成され、各機能を実現するようにしてもよい。また、複数の構成要素を１つのハードウェアプロセッサに統合して各機能を実現するようにしてもよい。記憶部１４０は、Ｘ線発生装置１によりＸ線を発生させる際の各種パラメータや凍結したＬＭ軸受１８の液体金属が溶融するまでの待ち時間（以下、溶融待ち時間）を記憶する。

【0035】

出力取得機能１３１は、回転陽極１５を回転制御するロータ１６の出力を取得する。出力取得機能１３１は、例えば、Ｘ線管センサ１９の出力センサ１９Ｂにより送信されるロータ１６の出力を示す回転数信号に基づいて、ロータ１６の出力を取得する。出力取得機能１３１は、出力取得部の一例である。

【0036】

推定機能１３２は、ＬＭ軸受１８に含まれる液体金属の状態を推定する推定機能１３２は、例えば、温度センサ１９Ａにより送信される温度信号や出力取得部１２１により取得されたロータの出力に基づいて、液体金属の状態を推定する。推定機能１３２は、温度センサ１９Ａにより送信された温度信号が示す温度がＬＭ金属の凝固点以下であるときに、液体金属が凍結していると推定する。

【0037】

推定機能１３２は、例えば、ロータ制御機能１３６によりステータコイル１７に電流を供給してロータ１６に回転力を付与するが、ロータ１６が回転していないときに、ＬＭ軸受１８に含まれる液体金属が凍結していると推定する。推定機能１３２は、推定部の一例である。

【0038】

冷却制御機能１３３は、Ｘ線管装置１０の冷却が必要であるときに、送受信装置１１０を介して回転作動信号をファン３１に送信してファン３１を回転させる。冷却制御機能１３３は回転作動信号とともに、送受信装置１１０を介して開放信号を開閉シャッター３２に送信して開閉シャッター３２を開放させる。Ｘ線管装置１０の冷却が必要でなくなったとき、冷却制御機能１３３は、回転停止信号をファンに送信してファン３１を停止させるとともに閉鎖信号を開閉シャッター３２に送信して開閉シャッター３２を閉鎖させる。冷却制御機能１３３は、冷却制御部の一例である。

【0039】

Ｘ線管装置１０の冷却が必要であるときは、どのようなときとされていてもよく、例えば、回転陽極１５が回転しているときとしてもよいし、回転陽極１５が回転を開始してから一定時間が経過したときとしてもよいし、Ｘ線管装置１０または冷却液の温度が所定値以上であるときとしてもよい。

【0040】

加熱制御機能１３４は、推定機能１３２により液体金属が凍結していると推定された場合に、送受信装置１１０を介して加熱信号をヒータ４０に送信する。加熱制御機能１３４は、加熱信号を送信することにより、ヒータ４０を昇温させて冷却液を加熱させる。ヒータ４０により冷却液が加熱されることにより、Ｘ線管装置１０のハウジング１１内に高温の冷却液が供給され、高温の冷却液が液体金属を融解する。加熱制御機能１３４は、ヒータ４０の加熱温度を「高温」及び「低温」に設定可能である。加熱制御機能１３４は、加熱制御部の一例である。

【0041】

ポンプ制御機能１３５は、Ｘ線管装置１０の冷却が必要であり、冷却制御機能１３３がファン３１を回転させて冷却液を冷却しているときに、送受信装置１１０を介してポンプ作動信号をポンプ３３に送信してポンプ３３を作動制御する。ポンプ３３が作動制御されて作動することにより、冷却液がＸ線管装置１０のハウジング１１内に循環供給される。

【0042】

ポンプ制御機能１３５は、ポンプ３３の作動量を「大」及び「小」に設定可能である。ポンプ３３の作動量が「大」であるときに、Ｘ線管装置１０に対する冷却液の供給量が多くなり、ポンプ３３の作動量が「小」であるときに、Ｘ線管装置１０に対する冷却液の供給量が少なくなる。ポンプ制御機能１３５は、Ｘ線管装置１０の冷却が必要でなくなったときにポンプ停止信号をポンプ３３に送信してポンプ３３の作動を停止させる。ポンプ制御機能１３５は、ポンプ制御部の一例である。

【0043】

ロータ制御機能１３６は、Ｘ線管装置１０による放射線の放射スケジュールなどに応じて、回転陽極１５を回転させるときに、送受信装置１１０を介してロータ駆動信号を専用電源５０に送信する。ロータ駆動信号を送信された専用電源５０は、ステータコイル１７に制御電流を供給する。

【0044】

初期設定機能１３７は、入力インターフェース１２０により出力される入力信号に基づいて、Ｘ線発生装置１を初期設定する。初期設定機能１３７は、例えば、出力された入力信号に応じて、記憶部１４０に記憶された各種パラメータや溶融待ち時間を設定したり更新したりする。

【0045】

次に、制御装置１００におけるＸ線管装置１０、ラジエータ３０、及びヒータ４０の制御について説明する。Ｘ線発生装置１において、液体金属が凍結しているのは、Ｘ線発生装置１の起動時であることが多い。そこで、起動時における制御装置１００処理について説明する。

【0046】

Ｘ線発生装置１の起動時は、Ｘ線管装置１０の発熱量が小さいので、ラジエータ３０によりＸ線管装置１０を冷却する処理、具体的には、ファン３１を回転させ、ポンプ３３を作動させることにより、冷却された冷却液をハウジング１１内に循環供給する処理は実行されていない。このため、ファン３１及びポンプ３３は停止した状態となっている。以下に説明する液体金属を融解するために冷却液を加熱する処理は、冷却制御機能１３３による冷却制御が行われておらず、ラジエータ３０により冷却液を冷却する制御を停止しているときに実行される。

【0047】

まず、制御装置１００における第１の処理手順について説明する。図２は、制御装置１００に処理の一例を示すフローチャートである。図２では、制御装置１００における第１の処理手順を示している。第１の処理手順では、制御装置１００は、ロータ１６のアイドリング中のロータ１６の駆動状況に基づいて液体金属の凍結度合いを推定し、液体金属の凍結度合いに応じて冷却液の温度やポンプの作動量を増加させることにより、ロータが回転しない原因を探索する。

【0048】

制御装置１００における初期設定機能１３７は、まず、記憶部１４０に記憶されたパラメータを初期化する（ステップＳ１０１）。続いて、制御装置１００は、各種パラメータを設定し（ステップＳ１０３）、記憶部１４０に格納する。ここで、パラメータはどのように設定されてもよい。

【0049】

パラメータは、例えば、予め設定されていてもよいし、操作者による入力インターフェース１２０の操作に応じて入力インターフェース１２０により出力される受付信号に基づいて設定されてもよい。あるいは、パラメータは、予め設定された複数のパラメータの中から操作者による入力インターフェース１２０の操作により選択されて設定されたものでもよい。

【0050】

続いて、初期設定機能１３７は、ＬＭ待ち時間を設定する（ステップＳ１０５）。ＬＭ待ち時間は、どのように設定されてもよい。ＬＭ待ち時間は、パラメータと同様に、予め設定されていてもよいし、操作者による入力インターフェース１２０の操作に応じて入力インターフェース１２０により出力される受付信号に基づいて設定されてもよい。ＬＭ待ち時間は、予め設定された複数のパラメータの中から操作者による入力インターフェース１２０の操作により選択されて設定されてもよい。

【0051】

続いて、ロータ制御機能１３６は、専用電源５０にロータ駆動信号を送信し、専用電源５０がステータコイル１７に制御電流を供給することにより、ロータ１６をアイドリング回転駆動する（ステップＳ１０７）。Ｘ線管装置１０では、出力センサ１９Ｂによりロータ１６の回転数が検出されている。出力取得機能１３１は、出力センサ１９Ｂにより送信される回転数信号に基づいて、ロータ１６の出力（回転数）を取得する。

【0052】

続いて、推定機能１３２は、出力取得機能１３１により取得されたロータ１６の回転数と、ロータ制御機能１３６によりＸ線管装置１０に送信されたロータ駆動信号を比較し、ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしているか否かを判定する（ステップＳ１０９）。

【0053】

ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしているか否かは、例えば、ロータ駆動信号に応じて設定される回転数閾値を超えているか否かにより判定される。推定機能１３２は、例えば、ロータ１６の回転数が回転数閾値以下であるときに、ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしていないと判定する。推定機能１３２は、ロータ１６の回転数が回転数を超えるときに、ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしていると判定する。

【0054】

回転数閾値は、０でもよいし、０を超える任意の数でもよい。回転数閾値は、出力閾値の一例である。ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしていると推定機能１３２が判定した場合、ロータ制御機能１３６は、ロータ１６のアイドリング回転を継続させるロータ駆動信号をステータコイルに送信する（ステップＳ１１１）。

【0055】

アイドリング時間が経過した後、冷却制御機能１３３は、回転作動信号をファン３１に送信するとともに開放信号を開閉シャッター３２に送信し、ポンプ制御機能１３５は、ポンプ作動信号をポンプ３３に送信して、冷却液の冷却を開始する（ステップＳ１１３）。こうして、制御装置１００は、図２に示す処理を終了する。

【0056】

ステップＳ１０９において、ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしていないと判定した場合、推定機能１３２は、液体金属が凍結していると推定し、液体金属の凍結度合いの高低を判定する（ステップＳ１１５）。液体金属の凍結度合いが低いと推定機能１３２が判定した場合、加熱制御機能１３４は、「低温」の加熱温度でヒータ４０を加熱する加熱信号をヒータ４０に送信する（ステップＳ１１７）。続いて、ポンプ制御機能１３５は、ポンプ３３の作動量を「小」としてポンプ３３を作動させるポンプ作動信号をポンプ３３に送信し（ステップＳ１１９）、処理をステップＳ１２５に進める。

【0057】

ステップＳ１１５において、液体金属の凍結度合いが高いと推定機能１３２が判定した場合、加熱制御機能１３４は、「高温」の加熱温度でヒータ４０を加熱する加熱信号をヒータ４０に送信する（ステップＳ１２１）。続いて、ポンプ制御機能１３５は、ポンプ３３の作動量を「第１」としてポンプ３３を作動させるポンプ作動信号をポンプ３３に送信し（ステップＳ１２３）、処理をステップＳ１２５に進める。

【0058】

続いて、出力取得機能１３１は、ＬＭ待ち時間を更新する（ステップＳ１２５）。続いて、出力取得機能１３１は、ＬＭ待ち時間が経過した後、出力センサ１９Ｂにより送信される回転数信号に基づいて、ロータ１６の出力（回転数）を取得し、ステップＳ１０９の処理と同様に、ロータ１６は十分に駆動するか否かを判定する（ステップＳ１２７）。

【0059】

ロータ１６が十分に駆動すると判定した場合、加熱制御機能１３４は、加熱信号の出力を停止して、ヒータ４０による加熱を停止させ（ステップＳ１２９）、処理をステップＳ１１１に進める。ロータ１６が十分に駆動しないと判定した場合、出力取得機能１３１は、ロータ１６が回転しない原因が液体金属の凍結にあるのではなく、ロータ１６系の異常にあると判定する（ステップＳ１３１）。この場合、出力取得機能１３１は、異常時処理を実行する（ステップＳ１３３）。異常時処理としては、例えば、Ｘ線管球やラジエータの交換などのトラブルシューティングがある。その後、制御装置１００は、図２に示す処理を終了する。

【0060】

第１の処理では、推定機能１３２は、出力取得機能１３１により取得されたロータ１６の出力に基づいて、ＬＭ軸受１８における液体金属の状態（凍結）を推定するが、ロータ１６の出力に代えてまたは加えて、温度センサ１９Ａにより検出された冷却液の温度に基づいて、液体金属の状態（凍結）を推定してもよい。この場合、例えば、液体金属の状態と冷却液の温度との関係を予め取得しておき、温度センサ１９Ａにより送信される温度信号に基づく冷却液の温度を、液体金属の状態と冷却液の温度との関係に参照して液体金属の状態を推定してよい。

【0061】

続いて、制御装置１００における第２の処理手順について説明する。図３は、制御装置１００に処理の一例を示すフローチャートである。図３では、制御装置１００における第２の処理手順を示している。第２の処理手順では、制御装置１００は、ロータ１６のアイドリング状況に応じて液体金属の凍結を推定し、徐々に冷却液の温度やポンプの作動量を増加させることにより、過度の冷却液の昇温を抑制する。

【0062】

制御装置１００における初期設定機能１３７は、まず、記憶部１４０に記憶されたパラメータを初期化する（ステップＳ２０１）。続いて、制御装置１００は、各種パラメータを設定し（ステップＳ２０３）、記憶部１４０に格納する。ここまでの処理は、第１の処理手順と共通である。

【0063】

続いて、初期設定機能１３７は、ロータ１６のアイドリングの試行回数を初期化（＝０）する（ステップＳ２０５）。続いて、ロータ制御機能１３６は、専用電源５０にロータ駆動信号を送信し、ロータ１６をアイドリング回転駆動する（ステップＳ２０７）。続いて、出力取得機能１３１は、出力センサ１９Ｂにより送信される回転数信号に基づいて、ロータ１６の出力（回転数）を取得し、推定機能１３２は、ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしているか否かを判定する（ステップＳ２０９）。

【0064】

ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしていると判定した場合、推定機能１３２は、ロータ１６のアイドリングの試行回数が１回を超えるか否かを判定する（ステップＳ２１１）。ロータ１６のアイドリングの試行回数が１回を超えない（試行回数が１回である）と判定した場合、加熱制御機能１３４は、「低温」の加熱温度でヒータ４０を加熱する加熱信号をヒータ４０に送信する（ステップＳ２１３）。続いて、ポンプ制御機能１３５は、ポンプ３３の作動量を「小」としてポンプ３３を作動させるポンプ作動信号をポンプ３３に送信し（ステップＳ２１５）、処理をステップＳ２０７に戻す。

【0065】

ステップＳ２１１において、ロータ１６のアイドリングの試行回数が１回を超える（試行回数が２回以上である）と判定した場合、加熱制御機能１３４は、温度を増加させてヒータ４０を加熱する加熱信号をヒータ４０に送信する（ステップＳ２１７）。続いて、ポンプ制御機能１３５は、作動量を増加させてポンプ３３を作動させるポンプ作動信号をポンプ３３に送信する（ステップＳ２１９）。その後、ポンプ制御機能１３５は、処理をステップＳ２０７に戻す。

【0066】

ステップＳ２０９において、ロータ１６がロータ駆動信号に応じた十分な駆動をしていると推定機能１３２が判定した場合、加熱制御機能１３４は、ヒータ４０による加熱を行っているか否かを判定する（ステップＳ２２１）。ヒータ４０による加熱を行っていると判定した場合、加熱制御機能１３４は、加熱信号の出力を停止して、ヒータ４０による加熱を停止させる（ステップＳ２２３）。ヒータ４０による加熱を行っていると判定した場合、加熱制御機能１３４は、ステップＳ２２３をスキップして処理をステップＳ２２５に進める。続いて、ロータ制御機能１３６は、ロータ１６のアイドリング回転を継続させるロータ駆動信号を専用電源５０に送信する（ステップＳ２２５）。その後、冷却制御機能１３３は、回転作動信号をファン３１に送信するとともに開放信号を開閉シャッター３２に送信し、ポンプ制御機能１３５は、ポンプ作動信号をポンプ３３に送信して、冷却液の冷却を開始する（ステップＳ２２７）。こうして、制御装置１００は、図３に示す処理を終了する。

【0067】

実施形態のＸ線発生装置１は、ＬＭ軸受１８内の液体金属の状態を推定し、推定した液体金属の状態に基づいて、冷却液を加熱するヒータ４０の加熱を制御する。例えば、液体金属が凍結しているときに、ヒータ４０により冷却液を加熱する。冷却液を加熱して液体金属を融解するので、液体金属を融解するための熱を液体金属に効率的に伝達することができる。よって、凍結したＬＭ軸受１８の液体金属を効率的に融解することができる。

【0068】

また、上記のＸ線発生装置１における制御装置は、Ｘ線管装置１０の起動時に液体金属の凍結を推定し、液体金属が凍結していると推定された場合に液体金属を融解させる処理を実行する。液体金属の凍結は、Ｘ線管装置１０の起動時に生じることが多いので、凍結した液体金属を効率的に融解することができる。

【0069】

また、第１の処理手順では液体金属の凍結度合いを推定し、液体金属の凍結度合いに応じてヒータ４０の加熱温度やポンプの作動量を調整する。このため、液体金属の凍結度合いに応じた熱量を液体金属に付与することができるので、冷却液を昇温させすぎないようにすることができる。

【0070】

さらに、第１の処理手順では、ヒータ４０で加熱した冷却液をハウジング１１内に供給し、凍結した液体金属が十分融解する熱量が付与されているにもかかわらず、ロータ１６が回転しない場合に、ロータ系の異常を検出する。このため、Ｘ線発生装置１の起動時にロータ１６が回転しない原因に応じた対応を効率的にとることができる。

【0071】

また、第２の処理手順では、Ｘ線発生装置１のアイドリング時にロータ１６が回転しないときには、複数回のアイドリングを試行し、試行が増えるごとにヒータ４０の温度及びポンプ３３の作動量を増加させている。このため、液体金属を融解するために、過度の熱量を冷却液や液体金属に付与することを抑制することができる。したがって、Ｘ線発生装置１のアイドリングが終了した後、冷却液が必要以上の高温となっていることを抑制することができる。

【0072】

なお、上記の実施形態では、Ｘ線発生装置１の起動時にヒータ４０を加熱して液体金属を融解させる処理を実行するが、Ｘ線発生装置１の起動時以外の時にヒータ４０を加熱して液体金属を融解させる処理を実行してもよい。また、上記の実施形態では、ヒータ４０は、ラジエータ３０の内側に設けられるが、ヒータ４０は、ラジエータ３０の外側に設けられてもよい。

【0073】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、ハウジング内に配置されたＸ線管を有するＸ線管装置と、前記Ｘ線管装置のハウジングに接続され、前記ハウジング内に冷媒を循環供給する冷却管と、前記冷却管に設けられたヒータと、前記冷却管を介して前記Ｘ線管装置と接続されたラジエータと、前記Ｘ線管内の軸受に含まれる液体金属の状態を推定する推定部と、前記液体金属の状態に基づいて、前記ヒータの加熱を制御する加熱制御部と、を持つことにより、凍結したＬＭ軸受の液体金属を効率的に融解することができる。

【0074】

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0075】

１…Ｘ線発生装置
１０…Ｘ線管装置
１１…ハウジング
１１Ａ…第１取付口
１１Ｂ…第２取付口
１２…Ｘ線管
１３…取付部材
１４…真空外囲器
１５…回転陽極
１５Ａ…円盤部
１５Ｂ…軸部
１６…ロータ
１７…ステータコイル
１８…ＬＭ軸受
１９…Ｘ線管センサ
１９Ａ…温度センサ
１９Ｂ…出力センサ
２０…冷却管
２１…ベローズ
３０…ラジエータ
３１…ファン
３２…開閉シャッター
３３…ポンプ
３４…フィン
４０…ヒータ
４１…第１ヒータ
４２…第２ヒータ
５０…専用電源
１００…制御装置
１１０…送受信装置
１２０…入力インターフェース
１２１…出力取得部
１３０…処理回路
１３１…出力取得機能
１３２…推定機能
１３３…冷却制御機能
１３４…加熱制御機能
１３５…ポンプ制御機能
１３６…ロータ制御機能
１３７…初期設定機能
１４０…記憶部

【図1】

【図2】

【図3】