特開 2024-4028 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】P2024004028

(43)【公開日】2024-01-16

(54)【発明の名称】Ｘ線管

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/14 20060101AFI20240109BHJP

【ＦＩ】

H01J35/14

【審査請求】有

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022103458

(22)【出願日】2022-06-28

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】000236436

【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100140442

【弁理士】

【氏名又は名称】柴山 健一

(72)【発明者】

【氏名】古木 裕記

(72)【発明者】

【氏名】石井 淳

(57)【要約】

【課題】十分な耐電圧特性を確保することができるＸ線管を提供する。
【解決手段】Ｘ線管は、筐体と、筐体内において電子ビームを出射する電子銃と、筐体内において電子ビームの入射によってＸ線を発生させるターゲットと、を備える。電子銃は、電子を放出するカソード３２と、電子を電子ビームとしてターゲット４に集束させる第２グリッド電極３４と、を有する。第２グリッド電極３４は、内側表面５１及び外側表面５２を有する筒状を呈している。内側表面５１は、第１領域Ｒ１、及び、第１領域Ｒ１に対してターゲット４側に位置している第２領域Ｒ２を含む。第２領域Ｒ２の平均粗さは、第１領域Ｒ１の平均粗さよりも小さい。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内において電子ビームを出射する電子銃と、
前記筐体内において前記電子ビームの入射によってＸ線を発生させるターゲットと、を備え、
前記電子銃は、
電子を放出するカソードと、
前記電子を前記電子ビームとして前記ターゲットに集束させる集束電極と、を有し、
前記集束電極は、内側表面及び外側表面を有する筒状を呈しており、
前記内側表面は、第１領域、及び、前記第１領域に対して前記ターゲット側に位置している第２領域を含み、
前記第２領域の平均粗さは、前記第１領域の平均粗さよりも小さい、Ｘ線管。

【請求項2】

前記内側表面は、前記ターゲット側に向いた内側底面を有し、
前記内側底面は、前記第１領域である、請求項１に記載のＸ線管。

【請求項3】

前記内側表面は、内側側面を更に有し、
前記内側側面のうち前記カソード側の端部を含む第１側面は、前記第１領域であり、
前記内側側面のうち前記ターゲット側の端部を含む第２側面は、前記第２領域である、請求項２に記載のＸ線管。

【請求項4】

前記第２側面の平均粗さは、０．４μｍ以上１．０μｍ以下であり、
前記内側底面の平均粗さは、１．０μｍ以上３．２μｍ以下である、請求項３に記載のＸ線管。

【請求項5】

前記第１側面の平均粗さは、１．０μｍ以上１．６μｍ以下である、請求項４に記載のＸ線管。

【請求項6】

前記外側表面の平均粗さは、前記第２側面の前記平均粗さよりも小さい、請求項３に記載のＸ線管。

【請求項7】

前記外側表面の前記平均粗さは、０．０５μｍ以上０．４μｍ以下である、請求項６に記載のＸ線管。

【請求項8】

前記外側表面は、第３領域、及び、前記第３領域に対して前記ターゲット側に位置している第４領域を含み、
前記第４領域の平均粗さは、前記第３領域の平均粗さよりも小さい、請求項６に記載のＸ線管。

【請求項9】

前記第４領域は、前記外側表面における前記ターゲット側の端部を含むラウンド状の領域である、請求項８に記載のＸ線管。

【請求項10】

前記集束電極は、前記ターゲットとは反対側に向いた外側底面を更に有し、
前記外側底面の平均粗さは、前記第４領域の平均粗さよりも大きい、請求項８に記載のＸ線管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線管に関する。

【背景技術】

【0002】

筐体と、筐体内において電子ビームを出射する電子銃と、筐体内において電子ビームの入射によってＸ線を発生させるターゲットと、を備えるＸ線管であって、電子銃が、電子を放出するカソードと、電子を電子ビームとしてターゲットに集束させる集束電極と、を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６１９９１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したようなＸ線管では、ターゲットを基準としてカソード及び集束電極のそれぞれに負の高電圧が印加される場合がある。そのような場合に、Ｘ線管において十分な耐電圧特性を確保することは、Ｘ線管の動作の安定性を実現する上で極めて重要である。

【0005】

本発明は、十分な耐電圧特性を確保することができるＸ線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】

【0006】

本発明のＸ線管は、［１］「筐体と、前記筐体内において電子ビームを出射する電子銃と、前記筐体内において前記電子ビームの入射によってＸ線を発生させるターゲットと、を備え、前記電子銃は、電子を放出するカソードと、前記電子を前記電子ビームとして前記ターゲットに集束させる集束電極と、を有し、前記集束電極は、内側表面及び外側表面を有する筒状を呈しており、前記内側表面は、第１領域、及び、前記第１領域に対して前記ターゲット側に位置している第２領域を含み、前記第２領域の平均粗さは、前記第１領域の平均粗さよりも小さい、Ｘ線管」である。

【0007】

上記［１］に記載のＸ線管では、筒状を呈している集束電極の内側表面において、第１領域に対してターゲット側に位置している第２領域の平均粗さが、第２領域に対してターゲットとは反対側に位置している第１領域の平均粗さよりも小さくなっている。これにより、ターゲットを基準としてカソード及び集束電極のそれぞれに負の高電圧が印加された場合にも、集束電極の内側表面を発生個所としたリーク電流が発生しにくくなる。また、筒状を呈している集束電極の内側表面において、第２領域に対してカソード側に位置している第１領域の平均粗さが、第１領域に対してカソードとは反対側に位置している第２領域の平均粗さよりも大きくなっている。これにより、カソードからカソード材料が放出された場合にも、カソード材料が第１領域において捕捉されやすくなるため、筐体の内側表面等に付着したカソード材料を発生個所としたリーク電流が発生しにくくなる。以上により、上記［１］に記載のＸ線管によれば、十分な耐電圧特性を確保することができる。

【0008】

本発明のＸ線管は、［２］「前記内側表面は、前記ターゲット側に向いた内側底面を有し、前記内側底面は、前記第１領域である、［１］に記載のＸ線管」であってもよい。当該［２］に記載のＸ線管によれば、カソード材料が内側底面において捕捉されやすくなるため、筐体の内側表面等に付着したカソード材料を発生個所としたリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。

【0009】

本発明のＸ線管は、［３］「前記内側表面は、内側側面を更に有し、前記内側側面のうち前記カソード側の端部を含む第１側面は、前記第１領域であり、前記内側側面のうち前記ターゲット側の端部を含む第２側面は、前記第２領域である、［２］に記載のＸ線管」であってもよい。当該［３］に記載のＸ線管によれば、集束電極の内側表面を発生個所としたリーク電流の発生、及び筐体の内側表面等に付着したカソード材料を発生個所としたリーク電流の発生の両方をより確実に抑制することができる。

【0010】

本発明のＸ線管は、［４］「前記第２側面の平均粗さは、０．４μｍ以上１．０μｍ以下であり、前記内側底面の平均粗さは、１．０μｍ以上３．２μｍ以下である、［３］に記載のＸ線管」であってもよい。当該［４］に記載のＸ線管によれば、リーク電流が発生しにくい第２側面、及びカソード材料が捕捉されやすい内側底面を好適に実現することができる。

【0011】

本発明のＸ線管は、［５］「前記第１側面の平均粗さは、１．０μｍ以上１．６μｍ以下である、［４］に記載のＸ線管」であってもよい。当該［５］に記載のＸ線管によれば、カソード材料が捕捉されやすい第１側面を好適に実現することができる。

【0012】

本発明のＸ線管は、［６］「前記外側表面の平均粗さは、前記第２側面の前記平均粗さよりも小さい、［３］～［５］のいずれか一つに記載のＸ線管」であってもよい。当該［６］に記載のＸ線管によれば、集束電極の外側表面を発生個所としたリーク電流が発生しにくくなるため、十分な耐電圧特性をより確実に確保することができる。

【0013】

本発明のＸ線管は、［７］「前記外側表面の前記平均粗さは、０．０５μｍ以上０．４μｍ以下である、［６］に記載のＸ線管」であってもよい。当該［７］に記載のＸ線管によれば、リーク電流が発生しにくい外側表面を好適に実現することができる。

【0014】

本発明のＸ線管は、［８］「前記外側表面は、第３領域、及び、前記第３領域に対して前記ターゲット側に位置している第４領域を含み、前記第４領域の平均粗さは、前記第３領域の平均粗さよりも小さい、［６］又は［７］に記載のＸ線管」であってもよい。当該［８］に記載のＸ線管によれば、集束電極の外側表面を発生個所としたリーク電流の発生を確実に抑制することができる。

【0015】

本発明のＸ線管は、［９］「前記第４領域は、前記外側表面における前記ターゲット側の端部を含むラウンド状の領域である、［８］に記載のＸ線管」であってもよい。当該［９］に記載のＸ線管によれば、集束電極の外側表面を発生個所としたリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。

【0016】

本発明のＸ線管は、［１０］「前記集束電極は、前記ターゲットとは反対側に向いた外側底面を更に有し、前記外側底面の平均粗さは、前記第４領域の平均粗さよりも大きい、［８］又は［９］に記載のＸ線管」であってもよい。当該［１０］に記載のＸ線管によれば、カソード材料が外側底面においても捕捉されやすくなるため、筐体の内側表面等に付着したカソード材料を発生個所としたリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、十分な耐電圧特性を確保することができるＸ線管を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態のＸ線管を備えるＸ線発生装置の断面図である。

【図2】図１に示されるＸ線管の断面図である。

【図3】図２に示される第２グリッド電極の断面図である。

【図4】変形例のグリッド電極の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［Ｘ線発生装置の構成］

【0020】

図１に示されるように、Ｘ線発生装置１０は、Ｘ線管１と、保持部１１と、電源部１２と、給電部１３と、を備えている。Ｘ線発生装置１０は、例えば、Ｘ線非破壊検査に用いられる微小焦点Ｘ線源である。

【0021】

保持部１１は、Ｘ線管１を保持している。保持部１１は、金属によって筒状に形成されている。保持部１１の一端部１１１には、Ｘ線管１が液密に取り付けられている。より具体的には、Ｘ線管１の筐体２のうちのヘッド２１が一端部１１１の開口１１１ａの内側に配置され且つＸ線管１の筐体２のうちのバルブ２２が保持部１１の内側に配置された状態で、ヘッド２１が一端部１１１に液密に取り付けられている。保持部１１の他端部１１２には、電源部１２が液密に取り付けられている。保持部１１の内部には、絶縁油が封入されている。

【0022】

電源部１２は、Ｘ線管１に印加するための高電圧を発生させる。電源部１２は、電源ケース１２１と、絶縁ブロック１２２と、昇圧部１２３と、を有している。電源ケース１２１は、絶縁ブロック１２２及び昇圧部１２３を収容している。電源ケース１２１は、金属によって箱状に形成されている。昇圧部１２３は、絶縁ブロック１２２中に埋設されている。絶縁ブロック１２２は、エポキシ樹脂等の絶縁材料によってブロック状に形成されている。昇圧部１２３は、Ｘ線発生装置１０の外部から導入された電圧を昇圧し、高電圧を発生させる。

【0023】

給電部１３は、電源部１２からＸ線管１に電力を供給する。給電部１３は、複数の配線を有している。給電部１３は、電源ケース１２１の開口１２１ａ及び保持部１１の他端部１１２の開口１１２ａを介して、昇圧部１２３からＸ線管１に延在している。給電部１３の一端部１３ａは、Ｘ線管１に電気的に接続されている。給電部１３の他端部１３ｂは、昇圧部１２３に電気的に接続されている。
［Ｘ線管の構成］

【0024】

図２に示されるように、Ｘ線管１は、筐体２と、電子銃３と、ターゲット４と、を備えている。本実施形態では、Ｘ線管１は、部品の交換等が不要な密封透過型Ｘ線管として構成されている。

【0025】

筐体２は、電子銃３及びターゲット４を収容している。筐体２内の空間は、真空引きが実施された空間である。筐体２は、ヘッド２１と、バルブ２２と、窓部材２３と、を有している。ヘッド２１は、金属（例えば、ステンレス、銅、銅合金、鉄合金等）によって、管軸Ａを中心線とする筒状に形成されている。バルブ２２は、絶縁材料（例えば、ガラス、セラミック等）によって、管軸Ａを中心線とする筒状に形成されている。窓部材２３は、Ｘ線透過材料（例えば、ベリリウム、アルミニウム、ダイヤモンド等）によって、管軸Ａを中心線とする板状に形成されている。

【0026】

窓部材２３は、ヘッド２１の一端部２１１の開口２１１ａを塞いだ状態で、ヘッド２１の一端部２１１に気密に取り付けられている。バルブ２２の一端部２２１は、ヘッド２１の他端部２１２の開口２１２ａがバルブ２２の内側に配置された状態で、コバール等の金属からなるバルブフランジ２４を介して、ヘッド２１に気密に取り付けられている。バルブ２２の他端部は、内側に折り返されることで内筒部２２２を構成している。内筒部２２２の端部には、コバール等の金属からなるバルブフランジ２５及びステムフランジ２６を介して、ステム２７が気密に取り付けられている。ステム２７は、絶縁材料（例えば、ガラス、セラミック等）によって、管軸Ａを中心線とする板状に形成されている。

【0027】

ステム２７には、複数のステムピン２８が設けられている。各ステムピン２８は、互いに電気的に絶縁され且つ気密を維持した状態で、ステム２７を貫通している。Ｘ線発生装置１０では、給電部１３の一端部１３ａが（図１参照）、内筒部２２２の内側において、複数のステムピン２８に電気的に接続されている。

【0028】

電子銃３は、筐体２内において電子ビームＢを出射する。電子銃３は、筐体２内においてステム２７上に配置されている。電子銃３は、ヒータ３１と、カソード３２と、第１グリッド電極３３と、第２グリッド電極（集束電極）３４と、支持部３５と、を有している。

【0029】

ヒータ３１は、通電によって発熱するフィラメントによって構成されている。カソード３２は、ヒータ３１によって加熱されることで電子を放出する。第１グリッド電極３３は、カソード３２から放出される電子の量を調整する。ヒータ３１、カソード３２及び第１グリッド電極３３のそれぞれには、対応するステムピン２８が電気的に接続されている。

【0030】

第２グリッド電極３４は、カソード３２から放出されて第１グリッド電極３３を通過した電子を、電子ビームＢとしてターゲット４に集束させる。第２グリッド電極３４は、電子ビームＢを構成する電子を引き出すための電界を形成する引出し電極としても機能する。

【0031】

支持部３５は、例えば溶接によって、ステムフランジ２６に固定されている。支持部３５は、導電材料（例えば、ステンレス等）によって、管軸Ａを中心線とする筒状に形成されている。ヒータ３１、カソード３２及び第１グリッド電極３３は、支持部３５の内側に配置されている。第２グリッド電極３４は、支持部３５におけるステム２７とは反対側の端部に取り付けられている。支持部３５は、ステムフランジ２６を介して、対応するステムピン２８に電気的に接続されており、第２グリッド電極３４に対する給電経路としても機能する。

【0032】

ターゲット４は、筐体２内において電子ビームＢの入射によってＸ線Ｒを発生させる。ターゲット４は、管軸Ａ上において、窓部材２３における内側の表面に配置されている。本実施形態では、ターゲット４は、窓部材２３における内側の表面に成膜された膜体である。ターゲット４は、例えば、タングステン、モリブデン、銅等によって膜状に形成されている。ターゲット４は、ヘッド２１に電気的に接続されている。一例として、ターゲット４及びヘッド２１は、接地電位とされる。

【0033】

以上のように構成されたＸ線管１では、ターゲット４及びヘッド２１の電位を基準として負の高電圧が電源部１２によって電子銃３に印加される。一例として、電源部１２は、ターゲット４及びヘッド２１が接地電位とされた状態で、負の高電圧（例えば、－１０ｋＶ～－５００ｋＶ）を、給電部１３及び各ステムピン２８を介して電子銃３の各部に印加する。電子銃３から出射された電子ビームＢは、管軸Ａに沿ってターゲット４上に集束される。ターゲット４における電子ビームＢの照射領域において発生したＸ線Ｒは、当該照射領域を焦点として、ターゲット４及び窓部材２３を透過して外部に出射される。
［第２グリッド電極の構成］

【0034】

図３に示されるように、第２グリッド電極３４は、金属（例えば、タングステン、モリブデン、タンタル、ステンレス等）によって筒状に形成されている。本実施形態では、第２グリッド電極３４は、側壁３７と、底壁３８と、を有している。側壁３７は、管軸Ａを中心線とする円筒状に形成されている。底壁３８は、側壁３７におけるカソード３２側の端部において、側壁３７と一体で形成されている。底壁３８には、凹部３８ａ及び貫通孔３８ｂが形成されている。凹部３８ａは、ターゲット４側に開口しており、管軸Ａを中心線とする円柱状の外形を呈している。貫通孔３８ｂは、凹部３８ａの底面においてターゲット４側及びカソード３２側に開口しており、管軸Ａを中心線とする円柱状の外形を呈している。第２グリッド電極３４は、第２グリッド電極３４におけるターゲット４側の少なくとも一部がヘッド２１の内側に収容されるように、配置されている。換言すれば、第２グリッド電極３４は、後述の外側表面５２の少なくとも一部がヘッド２１の内側表面に対向するように、配置されている。なお、側壁３７及び底壁３８は、別体で形成されて、互いに接合されたものであってもよい。

【0035】

第２グリッド電極３４は、内側表面５１及び外側表面５２を有する筒状を呈している。内側表面５１は、第２グリッド電極３４の表面のうち、第２グリッド電極３４の中心線Ｌ側（すなわち、内側）において平面Ｐ１と平面Ｐ２との間に延在している表面である。外側表面５２は、第２グリッド電極３４の表面のうち、第２グリッド電極３４の中心線Ｌとは反対側（すなわち、外側）において平面Ｐ１と平面Ｐ２との間に延在している表面である。平面Ｐ１は、第２グリッド電極３４におけるターゲット４側の端部を通る平面である。換言すれば、平面Ｐ１は、第２グリッド電極３４におけるターゲット４側の開口（本実施形態では、円筒状の側壁３７におけるターゲット４側の開口）を含む平面である。平面Ｐ２は、第２グリッド電極３４にけるカソード３２側の端部を通る平面である。換言すれば、平面Ｐ２は、第２グリッド電極３４におけるカソード３２側の開口（本実施形態では、貫通孔３８ｂにおけるカソード３２側の開口）を含む平面である。なお、本実施形態では、第２グリッド電極３４の中心線Ｌは、管軸Ａに一致している。

【0036】

内側表面５１は、内側側面５３を有している。内側側面５３は、内側表面５１のうち、中心線Ｌに沿って延在する面である。内側側面５３は、中心線Ｌに対して勾配を有していてもよく、その場合、勾配は、４５度以下（すなわち、テーパが９０度以下）である。本実施形態では、内側側面５３は、側壁３７の内側側面であり、当該内側側面の勾配は、０度である。内側表面５１は、ターゲット４側に向いた内側底面５４を更に有している。内側底面５４は、内側表面５１のうち、ターゲット４と向かい合う底面であって、ターゲット４から最も遠い（換言すれば、カソード３２に最も近い）底面である。本実施形態では、内側底面５４は、凹部３８ａの底面である。

【0037】

内側表面５１は、第１領域Ｒ１、及び、第１領域Ｒ１に対してターゲット４側に位置している第２領域Ｒ２を含んでいる。第１領域Ｒ１は、内側底面５４、及び、内側側面５３のうちカソード３２側の端部５３ａを含む第１側面５３１である。第２領域Ｒ２は、内側側面５３のうちターゲット４側の端部５３ｂを含む第２側面５３２である。外側表面５２は、第３領域Ｒ３、及び、第３領域Ｒ３に対してターゲット４側に位置している第４領域Ｒ４を含んでいる。第３領域Ｒ３は、外側表面５２のうち、中心線Ｌに対する勾配が４５度以下（すなわち、テーパが９０度以下）の表面である。本実施形態では、第３領域Ｒ３は、ターゲット４側に広がっているテーパ面である。第４領域Ｒ４は、外側表面５２におけるターゲット４側の端部５２ａを含むラウンド状の領域である。より具体的には、第４領域Ｒ４は、外側に凸の状態で円環状の端部５２ａから外側且つカソード３２側に延在するラウンド状の面取り面である。第２グリッド電極３４は、ターゲット４とは反対側に向いた外側底面５５を更に有している。本実施形態では、外側底面５５は、第２グリッド電極３４の底壁３８における内側底面５４とは反対側の表面である。

【0038】

第２領域Ｒ２の平均粗さは、第１領域Ｒ１の平均粗さよりも小さい。第１領域Ｒ１の平均粗さは、１．０μｍ以上３．２μｍ以下である。第２領域Ｒ２の平均粗さは、０．４μｍ以上１．０μｍ以下である。より詳細には、第１領域Ｒ１である内側底面５４の平均粗さは、１．０μｍ以上３．２μｍ以下である。第１領域Ｒ１である第１側面５３１の平均粗さは、１．０μｍ以上１．６μｍ以下である。第２領域Ｒ２である第２側面５３２の平均粗さは、０．４μｍ以上１．０μｍ以下である。外側表面５２の平均粗さは、第２側面５３２の平均粗さよりも小さい。外側表面５２の平均粗さは、０．０５μｍ以上０．４μｍ以下である。第４領域Ｒ４の平均粗さは、第３領域Ｒ３の平均粗さよりも小さい。外側底面５５の平均粗さは、第４領域Ｒ４の平均粗さよりも大きい。なお、平均粗さとは、算術平均粗さＲａを意味する。Ｒａの測定には、接触式表面粗さ計、レーザ顕微鏡、白色干渉計等を用いることができる。一例として、内側表面５１のＲａの測定には接触式表面粗さ計が好ましく、外側表面５２のＲａの測定には白色干渉計又はレーザ顕微鏡が好ましい。ここで、領域αの平均粗さが領域βの平均粗さよりも小さいとは、領域αが所定値未満の平均粗さを有しており且つ領域βが当該所定値以上の平均粗さを有していることを意味する。この場合、領域α内において、平均粗さの値は、所定値未満であれば、変化していてもよいし、一定であってもよい。同様に、領域β内において、平均粗さの値は、所定値以上であれば、変化していてもよいし、一定であってもよい。また、領域αの平均粗さが領域βの平均粗さよりも大きいとは、領域αが所定値以上の平均粗さを有しており且つ領域βが当該所定値未満の平均粗さを有していることを意味する。この場合、領域α内において、平均粗さの値は、所定値以上であれば、変化していてもよいし、一定であってもよい。同様に、領域β内において、平均粗さの値は、所定値未満であれば、変化していてもよいし、一定であってもよい。本実施形態では、内側表面５１の平均粗さの値は、端部５３ｂから端部５３ａまで徐々に大きくなるように変化している。

【0039】

上述したような平均粗さを有する第２グリッド電極３４は、一例として、次のように製造される。まず、電解液中において、カップ状の陰極の表面が、陽極と電気的に接続された第２グリッド電極３４の外側表面５２と向かい合った状態とされる。一方で、第２グリッド電極３４の内側表面５１とは、陰極が向かい合っていない状態とされる。この状態で電解研磨が実施されることで、上述したような平均粗さを有する第２グリッド電極３４が製造される。なお、電解研磨が実施される前に、第２グリッド電極３４の外側表面５２にバフ研磨等の機械研磨が施されてもよい。
［作用及び効果］

【0040】

Ｘ線管１では、筒状を呈している第２グリッド電極３４の内側表面５１において、第１領域Ｒ１に対してターゲット４側に位置している第２領域Ｒ２の平均粗さが、第２領域Ｒ２に対してターゲット４とは反対側に位置している第１領域Ｒ１の平均粗さよりも小さくなっている。これにより、ターゲット４を基準としてカソード３２及び第２グリッド電極３４のそれぞれに負の高電圧が印加された場合にも、第２グリッド電極３４の内側表面５１を発生個所としたリーク電流が発生しにくくなる。また、筒状を呈している第２グリッド電極３４の内側表面５１において、第２領域Ｒ２に対してカソード３２側に位置している第１領域Ｒ１の平均粗さが、第１領域Ｒ１に対してカソード３２とは反対側に位置している第２領域Ｒ２の平均粗さよりも大きくなっている。これにより、カソード３２からカソード材料が放出された場合にも、カソード材料が第１領域Ｒ１において捕捉されやすくなるため、筐体２の内側表面等にまでカソード材料が到達して付着することが抑制され、筐体２の内側表面等に付着したカソード材料を発生個所としたリーク電流が発生しにくくなる。以上により、Ｘ線管１によれば、十分な耐電圧特性を確保することができる。

【0041】

なお、ターゲット４からターゲット材料が放出された場合にも、ターゲット材料が第１領域Ｒ１において捕捉されやすくなる。カソード材料及び／又はターゲット材料が第１領域Ｒ１において捕捉されることで、カソード材料及び／又はターゲット材料が筐体２内に脱落して異物となるのを抑制することができる。したがって、異物を発生個所としたリーク電流が発生しにくくなる。以上により、Ｘ線管１によれば、十分な耐電圧特性を確保することができる。

【0042】

Ｘ線管１では、内側表面５１において、ターゲット４側に向いた内側底面５４が、第１領域Ｒ１として構成されている。これにより、カソード材料が内側底面５４において捕捉されやすくなるため、筐体２の内側表面等に付着したカソード材料を発生個所としたリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。

【0043】

Ｘ線管１では、内側側面５３のうちカソード３２側の端部５３ａを含む第１側面５３１が、第１領域Ｒ１として構成されており、内側側面５３のうちターゲット４側の端部５３ｂを含む第２側面５３２が、第２領域Ｒ２として構成されている。これにより、第２グリッド電極３４の内側表面５１を発生個所としたリーク電流の発生、及び筐体２の内側表面等に付着したカソード材料を発生個所としたリーク電流の発生の両方をより確実に抑制することができる。

【0044】

Ｘ線管１では、第２側面５３２の平均粗さが、０．４μｍ以上１．０μｍ以下であり、内側底面５４の平均粗さが、１．０μｍ以上３．２μｍ以下である。これにより、リーク電流が発生しにくい第２側面５３２、及びカソード材料が捕捉されやすい内側底面５４を好適に実現することができる。

【0045】

Ｘ線管１では、第１側面５３１の平均粗さが、１．０μｍ以上１．６μｍ以下である。これにより、カソード材料が捕捉されやすい第１側面５３１を好適に実現することができる。

【0046】

Ｘ線管１では、外側表面５２の平均粗さが、第２側面５３２の平均粗さよりも小さい。これにより、第２グリッド電極３４の外側表面５２を発生個所としたリーク電流が発生しにくくなるため、十分な耐電圧特性をより確実に確保することができる。

【0047】

Ｘ線管１では、外側表面５２の平均粗さが、０．０５μｍ以上０．４μｍ以下である。これにより、リーク電流が発生しにくい外側表面５２を好適に実現することができる。

【0048】

Ｘ線管１では、外側表面５２において、第３領域Ｒ３に対してターゲット４側に位置している第４領域Ｒ４の平均粗さが、第４領域Ｒ４に対してカソード３２側に位置している第３領域Ｒ３の平均粗さよりも小さい。これにより、第２グリッド電極３４の外側表面５２を発生個所としたリーク電流の発生を確実に抑制することができる。

【0049】

Ｘ線管１では、第４領域Ｒ４が、外側表面５２におけるターゲット４側の端部５２ａを含むラウンド状の領域である。これにより、第２グリッド電極３４の外側表面５２を発生個所としたリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。

【0050】

Ｘ線管１では、ターゲット４とは反対側に向いた外側底面５５の平均粗さが、第４領域Ｒ４の平均粗さよりも大きい。これにより、カソード材料が外側底面５５においても捕捉されやすくなるため、筐体２の内側表面等に付着したカソード材料を発生個所としたリーク電流の発生をより確実に抑制することができる。

【0051】

ここで、内側表面５１の平均粗さを０．４μｍ以上３．２μｍ以下とし、外側表面５２の平均粗さを０．０５μｍ以上０．４μｍ以下とする理由について、詳細に説明する。

【0052】

上述したように、Ｘ線管１では、ターゲット４を基準としてカソード３２及び第２グリッド電極３４のそれぞれに負の高電圧が印加される。この高電圧の値（絶対値）が大きくなると、「電子銃３におけるカソード３２」と「ターゲット４」との間以外に流れるリーク電流が大きくなる。リーク電流としては、例えば、「電子銃３におけるカソード３２以外の部分（主に第２グリッド電極３４）」と「アノードであるターゲット４及びヘッド２１」との間に生じる放電に起因するリーク電流、「異物」と「アノードであるターゲット４及びヘッド２１」との間に生じる放電に起因するリーク電流、「異物」と「電子銃３」との間に生じる放電に起因するリーク電流が挙げられる。このリーク電流が大きくなると、管電流が一定となるように制御されていても、アノード電流が大きくなる。管電流とは、カソード３２とターゲット４との間に流れる電流であり、例えば、第１グリッド電極３３に印加する電圧に基づいて算出される電流である。アノード電流とは、電子銃３と「アノードであるターゲット４及びヘッド２１」との間に流れる電流（すなわち、管電流とリーク電流との和）であり、例えば、ヘッド２１に電気的に接続された電流計によって計測される電流である。

【0053】

Ｘ線管１では、アノード電流が所定の閾値を超えた場合に、放電が発生したものとして、Ｘ線管１の動作が停止させられる。そのため、リーク電流が大きくなると、管電流の揺らぎ等によってアノード電流が閾値を超えやすくなり、その結果、放電が発生していないにもかかわらず、Ｘ線管１の動作が停止させられやすくなるおそれがある。

【0054】

また、リーク電流が大きくなると、そのリーク電流を起因とした電子の入射によってターゲット４及び／又はヘッド２１からＸ線が放射される。そのため、検査対象に照射されるＸ線Ｒの焦点が複数になり、その結果、検査対象のＸ線像がぼやけるおそれがある。また、検査対象に照射されるＸ線Ｒにおいてバックグラウンドノイズが増え、その結果、検査対象のＸ線像においてコントラストが低下したりするおそれがある。

【0055】

よって、Ｘ線管１では、リーク電流の値が、上述した問題に繋がる大きさにならないようにすることが重要である。内側表面５１の平均粗さを３．２μｍ以下とし、外側表面５２の平均粗さを０．４μｍ以下とすることで、上述した問題に繋がる程にリーク電流の値が大きくなるのを抑制することができる。

【0056】

一方、リーク電流の値が小さくなり過ぎると、リーク電流を起因とした電子がヘッド２１の内側表面に衝突することでヘッド２１の内側表面からガスが放出されるという効果が得られにくくなる。内側表面５１の平均粗さを０．４μｍ以上とし、外側表面５２の平均粗さを０．０５μｍ以上とすることで、ガス放出の効果が得られない程にリーク電流の値が小さくなるのを抑制することができる。なお、放出されたガスは、本実施形態のような密封型のＸ線管では、Ｘ線管内に配置されたゲッターによって除去することが可能であり、開放型のＸ線管では、Ｘ線管外に配置されたポンプによって除去することが可能である。
［変形例］

【0057】

本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、図４の（ａ）に示されるように、第２グリッド電極３４の底壁３８には、凹部３８ａ（図３参照）が形成されていなくてもよい。この場合、第１領域Ｒ１である内側底面５４は、底壁３８におけるターゲット４側の表面である。また、図４の（ｂ）に示されるように、第２グリッド電極３４は、側壁３７を有しており、底壁３８を有していなくてもよい。いずれの第２グリッド電極３４においても、筒状を呈している第２グリッド電極３４の内側表面５１において、第１領域Ｒ１に対してターゲット４側に位置している第２領域Ｒ２の平均粗さが、第２領域Ｒ２に対してターゲット４とは反対側に位置している第１領域Ｒ１の平均粗さよりも小さくなっている。換言すれば、筒状を呈している第２グリッド電極３４の内側表面５１において、第２領域Ｒ２に対してカソード３２側に位置している第１領域Ｒ１の平均粗さが、第１領域Ｒ１に対してカソード３２とは反対側に位置している第２領域Ｒ２の平均粗さよりも大きくなっている。

【0058】

また、筒状を呈している第２グリッド電極３４の内側表面５１において、第２領域Ｒ２が第１領域Ｒ１に対してターゲット４側に位置していれば、第１領域Ｒ１は、内側側面５３におけるカソード３２側の端部５３ａを含む領域でなくてもよいし、また、第２領域Ｒ２は、内側側面５３におけるターゲット４側の端部５３ｂを含む領域でなくてもよい。また、筒状を呈している第２グリッド電極３４の外側表面５２において、第４領域Ｒ４が第３領域Ｒ３に対してターゲット４側に位置していれば、第４領域Ｒ４は、外側表面５２におけるターゲット４側の端部５２ａを含むラウンド状の領域でなくてもよい。また、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とは、互いに離れていてもよい。同様に、第３領域Ｒ３と第４領域Ｒ４とは、互いに離れていてもよい。

【0059】

Ｘ線管１は、密封反射型Ｘ線管として構成されていてもよい。或いは、Ｘ線管１は、開放透過型Ｘ線管又は開放反射型Ｘ線管として構成されていてもよい。開放透過型又は開放反射型のＸ線管は、筐体が開放可能に構成されており、部品（例えば、窓部材、電子銃の各部）の交換等が可能なＸ線管である。開放透過型又は開放反射型のＸ線管を備えるＸ線発生装置では、真空ポンプによって筐体内の空間の真空引きが実施される。

【符号の説明】

【0060】

１…Ｘ線管、２…筐体、３…電子銃、４…ターゲット、３２…カソード、３４…第２グリッド電極（集束電極）、５１…内側表面、５２…外側表面、５２ａ…端部、５３…内側側面、５３ａ，５３ｂ…端部、５４…内側底面、５５…外側底面、５３１…第１側面、５３２…第２側面、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、Ｒ３…第３領域、Ｒ４…第４領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2023-03-23

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筐体と、
前記筐体内において電子ビームを出射する電子銃と、
前記筐体内において前記電子ビームの入射によってＸ線を発生させるターゲットと、を備え、
前記電子銃は、
電子を放出するカソードと、
前記電子を前記電子ビームとして前記ターゲットに集束させる集束電極と、を有し、
前記集束電極は、内側表面及び外側表面を有する筒状を呈しており、
前記内側表面は、第１領域、及び、前記第１領域に対して前記ターゲット側に位置している第２領域を含み、
前記第２領域の平均粗さは、前記第１領域の平均粗さよりも小さく、
前記内側表面は、前記ターゲット側に向いた内側底面を有し、
前記内側底面は、前記第１領域であり、
前記内側表面は、内側側面を更に有し、
前記内側側面のうち前記カソード側の端部を含む第１側面は、前記第１領域であり、
前記内側側面のうち前記ターゲット側の端部を含む第２側面は、前記第２領域であり、
前記外側表面の平均粗さは、前記第２側面の前記平均粗さよりも小さい、Ｘ線管。

【請求項2】

前記第２側面の平均粗さは、０．４μｍ以上１．０μｍ以下であり、
前記内側底面の平均粗さは、１．０μｍ以上３．２μｍ以下である、請求項１に記載のＸ線管。

【請求項3】

前記第１側面の平均粗さは、１．０μｍ以上１．６μｍ以下である、請求項２に記載のＸ線管。

【請求項4】

前記外側表面の前記平均粗さは、０．０５μｍ以上０．４μｍ以下である、請求項１に記載のＸ線管。

【請求項5】

前記外側表面は、第３領域、及び、前記第３領域に対して前記ターゲット側に位置している第４領域を含み、
前記第４領域の平均粗さは、前記第３領域の平均粗さよりも小さい、請求項１に記載のＸ線管。

【請求項6】

前記第４領域は、前記外側表面における前記ターゲット側の端部を含むラウンド状の領域である、請求項５に記載のＸ線管。

【請求項7】

前記集束電極は、前記ターゲットとは反対側に向いた外側底面を更に有し、
前記外側底面の平均粗さは、前記第４領域の平均粗さよりも大きい、請求項５に記載のＸ線管。