特開 2024-128379 Ｘ線管

(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】P2024128379

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】Ｘ線管

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/16 20060101AFI20240913BHJP

【ＦＩ】

H01J35/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037323

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】503382542

【氏名又は名称】キヤノン電子管デバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】清水 誠

(57)【要約】      （修正有）

【課題】長寿命化を図ることができるＸ線管を提供する。
【解決手段】電子ビームを発生する陰極５と、電子ビームの照射によりＸ線を放射する陽極ターゲット９を有する陽極と、陰極５及び陽極を収納した真空外囲器３とを備えるＸ線管１であって、真空外囲器３は金属製であり、内面の一部に絶縁部材１３が配置されている。これにより、陽極ターゲット９から反跳した電子ｅを、真空外囲器３の内表面に配置された絶縁部材１３の表面に一時的に蓄えられることにより、真空外囲器３が局所的な発熱により融解し、真空リークが発生することを防止できるから、Ｘ線管の長寿命化を図ることができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子ビームを発生する陰極と、
前記電子ビームの照射によりＸ線を放射する陽極ターゲットを有する陽極と、
前記陰極及び前記陽極を収納した真空外囲器と、を備え、
前記真空外囲器は金属製であり、内面の一部に絶縁部材が配置されているＸ線管。

【請求項2】

前記絶縁部材は、前記陽極ターゲットが前記電子ビームを受けたときに生じる反跳電子を受ける領域に配置されている請求項１に記載のＸ線管。

【請求項3】

前記陰極に対向する側から見た前記陽極ターゲットは円盤形状であり、
前記真空外囲器は、前記陽極ターゲットの外周側端面と対向する領域で且つ陰極側の領域に配置されている請求項１に記載のＸ線管。

【請求項4】

前記真空外囲器は鉄材製であり、前記絶縁材はＣｒ_２Ｏ_３である請求項２又は３に記載のＸ線管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、Ｘ線管に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線管は、陰極で発生させた電子を高速で陽極ターゲットに衝突させてＸ線を発生させる。一度ターゲットに衝突した電子の一部は、反跳電子として跳ね返り、真空外囲器の内面に再度衝突することがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３－２０３５９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

これに対して、真空外囲器が絶縁部材で形成されている場合には、真空外囲器の内面に金属膜を配置することで、反跳電子を金属膜の全面に拡散して、部分的に強く帯電するのを防止する技術が公知である。
しかし、真空外囲器が金属材でできている場合には、真空外囲器の内面に反跳電子が局所的に衝突した際に、電子が持っているエネルギーがそのまま熱に変わり、衝突した場所では局所的な発熱が生じるという問題があった。発熱の度合いによっては外囲器の材料が融解して真空リークが発生することがあり、Ｘ線管に必要な高真空が保てなくなり、これによりＸ線管の寿命が短くなるという問題点があった。

【0005】

実施形態が解決しようとする課題は、長寿命化を図ることができるＸ線管を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態は、電子ビームを発生する陰極と、前記電子ビームの照射によりＸ線を放射する陽極ターゲットを有する陽極と、前記陰極及び前記陽極を収納した真空外囲器と、を備え、前記真空外囲器は金属製であり、内面の一部に絶縁部材が配置されているＸ線管である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１（ａ）は、図２に示すＡ部の概略断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）における反跳電子の作用を説明する図である。

【図2】図２は、第１実施の形態にかかるＸ線管の概略的構成を示した断面図である。

【図3】図３は、真空外囲器の内面に絶縁部材が配置されていない場合の反跳電子の作用を説明する比較例の図であって、図１（ａ）に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

図１及び図２を参照して、第１実施形態に係るＸ線管１を説明する。
図２に示すように、Ｘ線管１は、真空外囲器３と、真空外囲器３内に設けて電子を放出する陰極５と、真空外囲器３内に設けて陰極５から放出された電子が衝突してＸ線を発生する陽極７とを備えている。このＸ線管１は回転陽極型Ｘ線管であり、陽極７は回転機構８により回転軸ＴＡを回転軸として、陽極ターゲット９が回転される。陰極５は、陰極支持体６に支持されており、高電圧で生成される電子ビーム（電子）を陽極ターゲット９に向けて射出する。

【0010】

陽極ターゲット９は、電子ビームの照射によりＸ線を放射する。陽極ターゲット９は、陰極５側から見た形状が円盤形状を成している。

【0011】

真空外囲器３は、金属製であり、本実施形態では、ＳＵＳ（ステンレス）等の鉄材製である。
図１（ａ）に示すように、真空外囲器３の内面には、陰極５側であって、陽極ターゲットの外周端面９ａに対向する領域には、絶縁部材１３が塗布により配置されている。この実施形態では、絶縁部材１３を塗布する領域は、陽極ターゲット９の外周端面９ａに対向する部分３ａから、この部分３ａと、陽極ターゲット９において陰極５と反対側の面９ｂと対向する真空外囲器３の部分３ｂとが成すコーナー部分３ｃまでの領域としてある。
絶縁部材１３が塗布される領域は、陽極ターゲット９が陰極５から電子ビームを受けたときに生じる反跳電子ｅを受ける領域でもある。

【0012】

絶縁部材１３としては、酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）や窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）が好ましく用いられる。III価の酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）は、電荷移動型絶縁材であることから、特に好ましく用いられる。

【0013】

本実施形態に係るＸ線管１の作用効果について、説明する。

【0014】

図１（ｂ）に示すように、陽極ターゲット９が回転されており、陰極５から電子ビームを高速で陽極ターゲット９に衝突させて、陽極ターゲット９からＸ線が放射される。

【0015】

一度陽極ターゲット９に衝突した電子の一部は、反跳電子ｅとして跳ね返り、陽極ターゲット９以外の場所、即ち真空外囲器３の内側表面における陽極ターゲット９に対向する部分３ａに衝突する。
この陽極ターゲット９に対向する部分３ａには、絶縁部材１３が配置されているから、陽極ターゲット９から反跳した電子ｅは、真空外囲器２の内表面に配置された絶縁部材１３の表面に一時的に蓄えられる。

【0016】

そして、図１（ｂ）に示すように、一定量以上の電子ｅが帯電した後、絶縁材料１３を塗布した真空外囲器３の表面を通して電子ｅは均一に放出される。これにより、反跳電子ｅによる発熱は局所的でなく、広範囲の緩やかな発熱となる。
このようにして、真空外囲器３が局所的な発熱により融解し、真空リークが発生することを防止できるから、Ｘ線管の長寿命化を図ることができる。

【0017】

特に、本実施の形態では、絶縁材料１３として電荷移動型絶縁体であるIII価の酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３）を用いているので、一定量以上の電子ｅが帯電した後、真空外囲器３の表面を通して電子ｅは均一に放出することができる。

【0018】

これに対して、比較例を図３に示すように、金属材製の真空外囲器３の内面に絶縁部材１３が無い場合には、反跳電子ｅは、真空外囲器３における陽極ターゲット９との対向部分３ａに衝突して、そのまま反跳電子ｅが持っているエネルギーが熱に変わり、衝突した場所（図３中破線で示す領域）では局所的な発熱が生じる。尚、図３に示す比較例では、真空外囲器の内面に絶縁部材１３を設けていないことが実施例と異なっており、それ以外の構成は実施例と同様である。
これに対して、一実施形態では、陽極ターゲット９に対向する部分３ａには、絶縁部材１３が配置されているから、反跳電子ｅは、絶縁部材１３の表面に一時的に蓄えられ、その後均一に放出されるので、衝突した反跳電子ｅが局所的な領域でそのまま熱に変わるのを防止できる。

【0019】

また、真空外囲器３は、鉄系の金属材を用いているので、製造及び加工がし易い。

【0020】

上述した一実施形態は、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。これらの新規な実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

【0021】

例えば、Ｘ線管１は、回転陽極型Ｘ線管に限らず、固定陽極型Ｘ線管であっても良い。

【符号の説明】

【0022】

１…Ｘ線管、３…真空外囲器、３ａ…陽極ターゲットの外周側端面と対向する領域、
５…陰極、７…陽極、１３…絶縁部材。

【図1】

【図2】

【図3】