特許 7662909 Ｘ線発生装置およびＸ線撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-07

(45)【発行日】2025-04-15

(54)【発明の名称】Ｘ線発生装置およびＸ線撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H05G 1/02 20060101AFI20250408BHJP

   H05G 1/06 20060101ALI20250408BHJP

   H01J 35/00 20060101ALI20250408BHJP

   H01J 35/16 20060101ALI20250408BHJP

【ＦＩ】

H05G1/02 S

H05G1/06

H01J35/00 Z

H01J35/16

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2024568404

(86)(22)【出願日】2024-08-30

(86)【国際出願番号】 JP2024031347

【審査請求日】2024-11-15

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2023/033421

(32)【優先日】2023-09-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000227294

【氏名又は名称】キヤノンアネルバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 順也

【審査官】松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０７３６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０１８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０４４５２５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／０４４５２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／２１３０３９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｇ１／００－２／００

Ｈ０１Ｊ３５／００－３５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１開口端および第２開口端を有する絶縁管、前記第１開口端を閉塞するように配置され第１方向に電子を放出する電子放出部を含む陰極、および、前記第２開口端を閉塞するように配置され前記電子放出部から放射された電子が衝突することによってＸ線を発生するターゲットを含む陽極を有するＸ線発生管と、
第１空間を形成する第１部分、前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記第１空間よりも小さく前記Ｘ線発生管の少なくとも一部を取り囲むように前記第１空間に接して配置された第２空間を形成する第２部分、および、前記第１部分および前記第２部分を相互に連結する連結部を有し、前記連結部と前記第２部分との間に角部を有する、収容容器と、
前記Ｘ線発生管から離隔するように前記角部と前記Ｘ線発生管と間に配置され、前記Ｘ線発生管を取り囲む第１絶縁部と、
前記Ｘ線発生管の少なくとも一部分と接触しかつ前記第１絶縁部から離隔して配置され、前記Ｘ線発生管を取り囲む第２絶縁部と、を備え、
前記第２絶縁部の外径は、前記第１絶縁部の内径よりも大きい、
ことを特徴とするＸ線発生装置。

【請求項2】

前記第１絶縁部は、前記絶縁管の全体において、前記絶縁管と前記角部との間の直線経路を遮断するように配置される
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項3】

前記第２部分の前記第１方向の長さは、前記Ｘ線発生管の前記第１方向の長さよりも短い、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項4】

前記第２部分の前記第１方向の長さは、前記Ｘ線発生管の前記第１方向の長さよりも長い、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項5】

前記第２絶縁部は、ゴム材料で構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項6】

前記Ｘ線発生管は、前記陰極のうち前記Ｘ線発生管の外側表面の一部を構成する陰極部材を有し、
前記第２絶縁部は、前記第１絶縁部と前記陰極部材との間、かつ前記絶縁管の周囲に設けられる
ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線発生装置。

【請求項7】

前記絶縁管は、前記第２方向において前記第１絶縁部と対面する領域を有し、
前記第２絶縁部は、前記領域と前記第１絶縁部との間に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項8】

前記第２絶縁部は、前記第１絶縁部と前記陽極の間に配置され、
前記第２絶縁部は、前記絶縁管に接触している
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項9】

前記第１絶縁部は、円筒部と、前記円筒部の一部から放射方向に広がったリング部とを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項10】

前記Ｘ線発生管は管軸を有し、
前記第２絶縁部は、前記管軸を含む断面において、円形状を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。

【請求項11】

前記Ｘ線発生管は、透過型Ｘ線発生管である
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項12】

前記第１絶縁部は、前記角部から離隔している、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項13】

前記第１絶縁部と前記第２絶縁部との最短距離は、前記第１絶縁部と前記収容容器との最短距離よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項14】

前記陰極の周囲に配置された第３絶縁部を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載のＸ線発生装置。

【請求項15】

前記収容容器に充填された絶縁性液体を更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。

【請求項16】

請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、
前記Ｘ線発生装置から放射され物体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置と、
を備えることを特徴とするＸ線撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線発生装置およびＸ線撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線透過像の拡大率は、ターゲット上に形成されるＸ線発生部と被検体との距離が近いほど増加しうる。そこで、被検体が奥まった位置にある場合であっても十分な拡大率が得られるように、収納容器の本体部に、本体部から細長く突出させた突出部を設け、その突出部の先端にＸ線発生部を取り付けたＸ線発生装置が知られている。このようなＸ線発生装置は、特許文献１に記載されている。

【0003】

特許文献１には、Ｘ線発生管と、Ｘ線発生管を収納する収納容器とを備えるＸ線発生装置が記載されている。Ｘ線発生管は、陽極と、電子放出源を有する陰極と、陽極と陰極との間に真空空間を形成する絶縁管とを備え、陽極は、収納容器に電気的に接続されている。収納容器は、後方収納部と、後方収納部から連なる部分からＸ線発生管の絶縁管に向かって近づき絶縁管を囲むフランジ部と、フランジ部から突出した突出部を有し、突出部にＸ線発生管の陽極が固定されている。突出部とフランジ部との間に環状屈曲部が形成されている。Ｘ線発生管の陰極と、環状屈曲部との間には保護部材が配置されている。保護部材は、Ｌ字状の断面を回転させた環状部材である。

【0004】

特許文献１のような保護部材を設けた場合、保護部材とＸ線管の絶縁管との隙間が狭くなる。これにより、隙間に存在する絶縁油の電界が強くなり、Ｘ線管の陰極と陽極との間で放電が発生しうるという問題が本出願人による実験によって明らかになった。また、保護部材をＸ線管の陰極側に延ばすことによって陰極と陽極との間の放電経路を物理的に遮断する構成では、Ｘ線管製造時、突出部先端への絶縁油の充填不良が生じてしまうため不適な構成となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１８－７３６２５号公報

【発明の概要】

【0006】

本発明は、Ｘ線管の陰極と陽極との間における放電防止と製造時の突出部先端への絶縁油の注油を容易にするために有利な技術を提供する。

【0007】

本発明の第１の側面は、Ｘ線発生装置に係り、前記Ｘ線発生装置は、第１開口端および第２開口端を有する絶縁管、前記第１開口端を閉塞するように配置され第１方向に電子を放出する電子放出部を含む陰極、および、前記第２開口端を閉塞するように配置され前記電子放出部から放射された電子が衝突することによってＸ線を発生するターゲットを含む陽極を有するＸ線発生管と、第１空間を形成する第１部分と、前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記第１空間よりも小さく前記Ｘ線発生管の少なくとも一部を取り囲むように配置され第２空間を形成する第２部分、および、前記第１空間と前記第２空間とが連通した内部空間が形成されるように前記第１部分および前記第２部分を相互に連結する連結部を有し、前記連結部が前記内部空間に向けて尖った凸部を有する、収容容器と、前記Ｘ線発生管から離隔するように前記凸部と前記Ｘ線発生管と間に配置され、前記Ｘ線発生管を取り囲む第１絶縁部と、前記Ｘ線発生管の少なくとも一部分と接触しかつ前記第１絶縁部から離隔して配置され、前記Ｘ線発生管を取り囲む第２絶縁部と、を備え、前記第２絶縁部の外径は、前記第１絶縁部の内径よりも大きい。

【0008】

本発明の第２の側面は、Ｘ線撮像装置に係り、前記Ｘ線撮像装置は、第１の側面に係るＸ線発生装置と、前記Ｘ線発生装置から放射され物体を透過したＸ線を検出するＸ線検出装置と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態のＸ線発生装置の構成を示す図。

【図2】一実施形態のＸ線撮像装置の構成を示す図。

【図3】第２実施形態のＸ線発生装置の構成を示す図。

【図4】第２実施形態のＸ線発生装置の構成を示す図。

【図5】第３実施形態のＸ線発生装置の構成を示す図。

【図6A】第３実施形態のＸ線発生装置の構成を示す図。

【図6B】図６Ａの一部を拡大した図。

【図7A】第３実施形態のＸ線発生装置の構成を示す図。

【図7B】図７Ａの一部を拡大した図。

【図8A】第３実施形態のＸ線発生装置の構成を示す図。

【図8B】図８Ａの一部を拡大した図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0011】

図１には、第１実施形態のＸ線発生装置１００の構成が模式的に示されている。Ｘ線発生装置１００は、Ｘ線発生管１０２と、電圧供給部１１０と、収容容器１３０と、絶縁性液体１０８と、絶縁構造１２０とを備えうる。図１は、Ｘ線発生管１０２の管軸ＡＸを含む仮想平面による断面を示している。Ｘ線発生管１０２は、管軸ＡＸに平行な方向である第１方向（Ｚ方向）に電子を放出する電子放出部２３を含む陰極１０４、および、電子放出部２３から放射された電子が衝突することによってＸ線を発生するターゲット１を含む陽極１０３を有しうる。また、Ｘ線発生管１０２は、Ｘ線発生管１０２の外側表面の一部を構成する絶縁管４を含みうる。絶縁管４は、第１開口端ＯＰ１および第２開口端ＯＰ２を有しうる。陰極１０４は、第１開口端ＯＰ１を閉塞するように配置されうる。陽極１０３は、第２開口端ＯＰ２を閉塞するように配置されうる。絶縁管４は、円筒形状等の筒形状を有しうる。絶縁管４は、絶縁管４の内部空間の真空気密性および絶縁性を提供するように構成されうる。絶縁管４は、例えば、アルミナまたはジルコニア等を主成分とするセラミック材料で構成されうる。絶縁管４は、あるいは、ボロシリケートガラス等のガラス材料で構成されうる。電圧供給部１１０は、導電線１０９を介してＸ線発生管１０２、より詳しくは陰極１０４に電圧を供給する。導電線１０９は、導電性部材と、該導電性部材を被覆する絶縁材とを含みうるが、該絶縁材を有しなくてもよい。

【0012】

収容容器１３０は、第１部分１３１、第２部分１３２および連結部１３３を含みうる。第１部分１３１は、Ｘ線発生管１０２の側面の少なくとも一部を取り囲むように配置され第１空間ＳＰ１を形成しうる。また、第１部分１３１は、電圧供給部１１０を収容しうる。第２部分１３２は、Ｘ線発生管１０２の該側面の他の一部を取り囲むように配置され第２空間ＳＰ２を形成しうる。連結部１３３は、第１部分１３１によって形成される第１空間ＳＰ１と第２部分１３２によって形成される第２空間ＳＰ２とが連通した内部空間ＩＳＰが形成されるように第１部分１３１および第２部分１３２を相互に連結しうる。第２部分１３２は、第１方向（Ｚ方向）と直交する第２方向（Ｙ方向）における幅が第１部分１３１より小さい。また、第２空間ＳＰ２は、第１方向（Ｚ方向）と直交する第２方向（Ｙ方向）における幅が第１空間ＳＰ１より小さい。

【0013】

連結部１３３は、Ｘ線発生管１０２の管軸ＡＸを含む仮想平面による断面において、収容容器１３０の内部空間ＩＳＰに向けて尖った凸部１３５を有しうる。第２部分１３２は、例えば、円筒形状等の管形状を有しうる。図１のようにＸ線発生管１０２の管軸ＡＸを含む仮想平面による断面において、凸部１３５は、９０度の内角を有してもよいし、鋭角の内角を有してもよいし、鈍角の内角を有してもよい。第１方向（Ｚ方向）において、凸部１３５が陰極１０４と陽極１０３との間に配置された構造を有する。図１に示された例では、第２部分１３２の第１方向の長さは、Ｘ線発生管１０２の第１方向の長さより短い。

【0014】

絶縁性液体１０８は、陰極１０４に接触し導電線１０９を取り囲むように収容容器１３０の内部空間ＩＳＰに充填されうる。絶縁構造１２０は、絶縁管４の少なくとも一部分を取り囲むように収容容器１３０の内部空間ＩＳＰに配置されうる。また、絶縁構造１２０は、陰極１０４の少なくとも一部分を取り囲むように収容容器１３０の内部空間ＩＳＰに配置されうる。絶縁構造１２０は、第１絶縁部１２１および第２絶縁部１２２を含みうる。第１絶縁部１２１および第２絶縁部１２２は、互いに第１方向（Ｚ方向）に離隔して配置されうる。

【0015】

第１絶縁部１２１は、凸部１３５と接触しかつＸ線発生管１０２から離隔するように凸部１３５とＸ線発生管１０２と間に配置され、Ｘ線発生管１０２を取り囲む。第１絶縁部１２１は、絶縁管４と連結部１３３の凸部１３５との間の少なくとも最短経路を遮断するように配置されうる。第１絶縁部１２１は、絶縁管４の全体において、絶縁管４と連結部１３３の凸部１３５との間の直線経路を遮断するように配置されうる。絶縁管４の全体において絶縁管４と連結部１３３の凸部１３５との間の直線経路を遮断するように第１絶縁部１２１が配置される場合は、第１絶縁部１２１と凸部１３５とが非接触であってもよい。また、第１絶縁部１２１は、陰極１０４のうちＸ線発生管１０２の外側表面の一部を構成する陰極部材２１と連結部１３３の凸部１３５との間の直線経路を遮断するように配置されうる。第１方向（Ｚ方向）に直交する、ある平面（における断面図）において、絶縁管４の少なくとも一部は、第１絶縁部１２１と対面するように配置されうる。

【0016】

第１絶縁部１２１と凸部１３５あるいは収容容器１３０とが接触する配置は、第１絶縁部１２１と絶縁管４との隙間Ｇ１と、第１絶縁部１２１と第２絶縁部１２２との隙間Ｇ２を大きくするために有利である。隙間Ｇ１、Ｇ２を大きくすることで絶縁性液体１０８を充填する際の第１空間ＳＰ１から第２空間ＳＰ２への絶縁性液体１０８のコンダクタンスが大きくなるため、第２空間ＳＰ２全体に絶縁性液体１０８を充填させることができる。隙間Ｇ２に比べて隙間Ｇ１が大きいことが望ましい。また、隙間Ｇ１、Ｇ２を大きくすることで、隙間Ｇ１、Ｇ２における電界を小さくすることができる。

【0017】

第２絶縁部１２２は、陰極１０４の少なくとも一部分と接触しかつ第１絶縁部１２１から離隔して配置され、陰極１０４を取り囲む。ここで、陰極１０４の少なくとも一部分、例えば、陰極部材２１は、第２絶縁部１２２と接するように配置されうる。第２絶縁部１２２は、陰極部材２１の少なくとも一部分と絶縁管４の少なくとも一部分との双方に接触するように配置されうる。他の観点において、第２絶縁部１２２は、陰極部材２１と絶縁管４との境界面（接触部）と接するように配置されうる。さらに、第２絶縁部１２２は、陰極部材２１と絶縁管４との境界面（接触部）の全体と接して該境界面（接触部）を取り囲むことが望ましい。

【0018】

第１絶縁部１２１は、内径Ｒ１の開口Ｓ１を有する。また、第２絶縁部１２２は、外径Ｒ２を有する。Ｒ２はＲ１より大きいことが望ましい。これにより、陰極部材２１のうち第２絶縁部１２２によって覆われていない部分と第２部分１３２のうち第１絶縁部１２１によって覆われていない部分との間の放電距離を大きくし、異常放電を防止することができる。Ｘ線発生管１０２の少なくとも一部は、開口Ｓ１内に配置されうる。他の観点において、Ｘ線発生管１０２は、開口Ｓ１を貫通するように配置されうる。更の他の観点において、Ｘ線発生管１０２の絶縁管４は、開口Ｓ１を貫通するように配置されうる。

【0019】

第１絶縁部１２１は、内径Ｒ１を有する円筒部１４１と、円筒部１４１の一部分（例えば、一端）から放射方向に広がったリング部１４２とを含みうる。円筒部１４１の中心軸およびリング部１４２の中心軸は、相互に一致しうる。他の観点において、円筒部１４１の中心軸およびリング部１４２の中心軸は、Ｘ線発生管１０２の管軸ＡＸに一致しうる。第２絶縁部１２１は、第１絶縁部１２１のリング部１４２に平行に配置されたリング部で構成されうる。第２絶縁部１２１の中心軸は、円筒部１４１の中心軸およびリング部１４２部の中心軸に一致しうる。他の観点において、第２絶縁部１２１の中心軸は、Ｘ線発生管１０２の管軸ＡＸに一致しうる。

【0020】

第１絶縁部１２１および第２絶縁部１２２は、絶縁性の固体であればよく、例えば、セラミック、ガラス材料、および、ガラスエポキシ、ポリカーボネートを用いた樹脂材料等から選択される材料で構成されうる。第１絶縁部１２１および第２絶縁部１２２は、２５℃における体積抵抗において１×１０^５Ωｍ以上の絶縁性を有することが好ましい。

【0021】

第２部分１３２に収容されたＸ線発生管１０２のターゲット１は、第２部分１３２の先端部（図１において上端部）に位置しうる。Ｘ線発生管１０２は、透過型Ｘ線発生管でありうる。Ｘ線発生管１０２において、陽極１０３、陰極部材２１および絶縁管４は、真空気密容器を構成する。絶縁管４は、管形状、例えば、円筒形状を有し、陽極１０３と陰極１０４とを相互に絶縁しつつ接続する。陽極１０３は、ターゲット１と、陽極部材２とを含みうる。ターゲット１は、ターゲット層１ａと、ターゲット層１ａを支持する支持窓１ｂとを含みうる。陽極部材２は、環形状を有しうる。陽極部材２は、ターゲット１を支持する。陽極部材２は、ターゲット層１ａと電気的に接続されうる。陽極部材２と支持窓１ｂとは、例えば、ろう材によって結合されうる。図１に示された例では、ターゲット１と第２部分１３２の先端部とが同一平面上に配置されている。しかしながら、ターゲット１は、第２部分１３２と同電位（即ち、接地）されていれば、第２部分１３２の先端部から外側に突出するように配置されていてもよいし、第２部分１３２の先端部から窪むように配置されていてもよい。ターゲット１が第２部分１３２の先端部に位置する形態は、このような形態も含みうる。

【0022】

ターゲット層１ａは、例えば、タングステンまたはタンタル等の重金属を含有し、電子が照射されることによってＸ線を発生する。ターゲット層１ａの厚さは、Ｘ線の発生に寄与する電子侵入長と、発生したＸ線が支持窓１ｂを透過する際の自己減衰量と、のバランスから決定されうる。ターゲット層１ａの厚さは、例えば、１μｍ～数十μｍの範囲内でありうる。

【0023】

支持窓１ｂは、ターゲット層１ａで発生したＸ線を透過させＸ線発生管１０２の外に放出する機能を有する。支持窓１ｂは、Ｘ線を透過させる材料、例えば、ベリリウム、アルミニウム、窒化珪素、または、炭素の同素体等で構成されうる。支持窓１ｂは、ターゲット層１ａの発熱を効果的に陽極部材２に伝達するために、例えば、熱伝導性が高いダイヤモンドで構成されうる。

【0024】

絶縁管４は、真空気密性と絶縁性とを備えたアルミナまたはジルコニア等のセラミック材料、ソーダライム、または、石英等のガラス材料で構成されうる。陰極部材２１および陽極部材２は、絶縁管４との間の熱応力を低減する観点において、絶縁管４の線膨張係数αｉ（ｐｐｍ／℃）に近い線膨張係数αｃ（ｐｐｍ／℃）、αａ（ｐｐｍ／℃）を有する材料で構成されうる。陰極部材２１および陽極部材２は、例えば、コバールまたはモネル等の合金で構成されうる。

【0025】

陰極１０４は、電子放出部２３と、Ｘ線発生管１０２の外側表面の一部を構成する陰極部材２１と、電子放出部２３を陰極部材２１に対して固定する固定部２２とを含みうる。電子放出部２３は、例えば、陰極部材２１に対して、ろう材を介して接続されてもよいし、レーザ溶接等により熱融着されてもよいし、他の方法で電気的に接続されてもよい。電子放出部２３は、含浸型熱電子源、フィラメント型熱電子源または冷陰極電子源等の電子源を含みうる。電子放出部２３は、引出グリッド電極、集束レンズ電極等の静電場を規定する不図示の静電レンズ電極を含みうる。固定部２２は、電子源、静電レンズ電極に電気的に接続される導電線１０９を通す管形状を有しうる。導電線１０９は、互いに絶縁された複数の導電部材を含みうる。

【0026】

Ｘ線発生装置１００は、陽極１０３が接地された陽極接地方式として構成されうる。陽極接地方式では、陽極１０３が収容容器１３０に電気的に接続されうる。収容容器１３０は、接地端子１０５に電気的に接続されうる。陰極１０４は、導電線１０９を介して電圧供給部１１０に電気的に接続されうる。

【0027】

電圧供給部１１０は、電源回路１１１と、電源回路１１１から電源線１０７を介して供給される電力を受けて、導電線１０９を介してＸ線発生管１０２を駆動する駆動回路１１２とを含みうる。駆動回路１１２は、電源線１０７、電源回路１１１および接地線１０６を介して収容容器１３０に電気的に接続されうる。駆動回路１１２は、電子源、引出グリッド電極、集束レンズ電極等に供給する電圧を制御することによって、電子源からの放出電子量や電子ビーム径を制御しうる。電源回路１１１の正極端子は、接地線１０６および収容容器１３０を介して接地され、電源回路１１１の負極端子は、電源線１０７を介して駆動回路１１２に接続され、駆動回路１１２に負の電圧を供給する。駆動回路１１２には、例えば、収容容器１３０の外部に配置された不図示の制御部から光ファイバケーブル等のケーブルを介して制御信号が供給されうる。

【0028】

収容容器１３０を構成する第１部分１３１、第２部分１３２および連結部１３３は、導電性を有する材料で構成され、相互に電気的に接続され、接地されうる。このような構成は、電気的な安全性を確保するために有利である。第１部分１３１、第２部分１３２および連結部１３３は、金属材料で構成されうる。絶縁性液体１０８は、収容容器１３０に対して真空充填されうる。この理由は、絶縁性液体１０８の中に気泡が存在すると、周囲の絶縁性液体１０８に比較して局所的に低誘電率な領域が形成され、これが放電の要因となりうるためである。

【0029】

絶縁性液体１０８は、Ｘ線発生管１０２と収容容器１３０との間の放電および電圧供給部１１０（電源回路１１１、駆動回路１１２）と収容容器１３０との間の放電を抑制する機能も有する。絶縁性液体１０８としては、Ｘ線発生装置１００の動作温度域における耐熱性、流動性、電気的絶縁性が優れた液体、例えば、シリコーン油、フッ素樹脂系オイル等の化学合成油、鉱油等が使用されうる。

【0030】

Ｘ線発生管１０２は、収容容器１３０の第２部分１３２の先端部（図１において下端部）に設けられた開口部に接合されることによって第２部分１３２に固定されうる。Ｘ線発生管１０２と第２部分１３２との内側面との間には、絶縁性液体１０８で満たされうる。電源回路１１１および駆動回路１１２は、不図示の固定部材によって収容容器１３０の第１部分１３１に固定されうる。電源回路１１１および駆動回路１１２は、絶縁性液体１０８によって取り囲まれうる。導電線１０９は、絶縁性液体１０８によって取り囲まれうる。

【0031】

収容容器１３０の連結部１３３は、例えば、第１方向（Ｚ方向）に直交する方向に広がった板部を有し、該板部は、Ｘ線発生管１０２が通る開口を有する。該板部は、Ｘ線発生装置１００を支持する構造体（例えば、筐体）の取り付け面に対して当接されうる。あるいは、該板部は、Ｘ線発生装置１００を支持する構造体の開口部に嵌め込まれうる。収容容器１３０において、該板部の開口の側面と第２部分１３２の内側側面とは、段差を有しない連続した面を構成しうる。一例において、該板部の開口は、円形開口であり、第２部分１３２の内側側面は、円筒面でありうる。凸部１３５は、該板部の開口の端部で構成されうる。

【0032】

なお、凸部１３５を規定する開口の寸法を大きくすることによって凸部１３５と陰極１０４との距離を大きくする方法があるが、このような方法はＸ線発生装置１００の大型化をもたらすので、好ましくない。

【0033】

図２には、一実施形態のＸ線撮像装置２００の構成が示されている。Ｘ線撮像装置２００は、Ｘ線発生装置１００と、Ｘ線発生装置１００から放射され物体１９１を透過したＸ線１９２を検出するＸ線検出装置２１０とを備えうる。Ｘ線撮像装置２００は、制御装置２２０および表示装置２３０を更に備えてもよい。Ｘ線検出装置２１０は、Ｘ線検出器２１２と、信号処理部２１４とを含みうる。制御装置２２０は、Ｘ線発生装置１００およびＸ線検出装置２１０を制御しうる。Ｘ線検出器２１２は、Ｘ線発生装置１００から放射され物体１９１を透過したＸ線１９２を検出あるいは撮像する。信号処理部２１４は、Ｘ線検出器２１２から出力される信号を処理して、処理された信号を制御装置２２０に供給しうる。制御装置２２０は、信号処理部２１４から供給される信号に基づいて、表示装置２３０に画像を表示させうる。

【0034】

図３には、第２実施形態のＸ線発生装置１００の構成が例示的かつ模式的に示されている。第２実施形態の説明として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、第２絶縁部１２２は、リング形状部であるか、リング形状部を含む形状を有しうる。他の観点において、第２絶縁部１２２の断面は円形状でありうる。リング形状部は、陰極１０４の一部（管軸ＡＸに沿った方向における一部）を全周にわたって取り囲みうる。第２絶縁部１２２は、例えば、ニトリルゴム、フッ素ゴム、合成ゴム等に代表されるゴム材料で構成されうる。また、第２絶縁部１２２は、Ｏリングで構成されうる。第２実施形態においても、第２絶縁部１２２の外径Ｒ２が第１絶縁部１２１の内径Ｒ１より大きいことが望ましい。第２絶縁部１２２は、第１空間ＳＰ１内に配置されうる。第１絶縁部１２１と第２絶縁部１２２とは、互いに接触しないように配置される。

【0035】

第２絶縁部１２２がＯリングで構成される場合、Ｏリングは円形状の断面を有するために、第２絶縁部１２２と陰極１０４との接触面積が小さい可能性がある。その場合、図４に例示されるように、絶縁構造１２０は、Ｘ線発生管の管軸ＡＸに平行な方向における第２絶縁部１２２と第１絶縁部１２１との間に、第３絶縁部１２３を含んでもよい。第３絶縁部１２３は、陰極１０４と第１絶縁部１２１との間、かつ、絶縁管４の周囲に配置されうる。第３絶縁部１２３は、第２絶縁部１２２と同じ構成を有してもよいし、第２絶縁部１２２と異なる構成を有してもよい。第３絶縁部１２３の外径は、第１絶縁部１２１の内径Ｒ１より大きいことが望ましい。

【0036】

図５には、第３実施形態のＸ線発生装置１００の構成が例示的かつ模式的に示されている。第３実施形態は、第２実施形態の変形例であり、第３実施形態として言及しない事項は、第１実施形態又は第２実施形態に従いうる。第３実施形態では、絶縁耐圧を向上させるために第２方向（Ｙ方向）における第２空間ＳＰ２の寸法を大きくすることが意図されている。Ｒ２＞Ｒ１を満たすために、第１絶縁部１２１は、凸部１３５から離隔して配置されてもよい。第３実施形態は、第２実施形態よりも、高い絶縁耐性を実現するために有利である。第１絶縁部１２１と凸部１３５とが離隔していることによって、第１空間ＳＰ１と第２空間ＳＰ２との間において絶縁性液体１０８が流れやすくなる。これにより、Ｘ線発生管１０２が発生する熱が絶縁性液体１０８を通して効率的にＸ線発生装置１００の外部に排出されうる。

【0037】

また、図６Ａおよび図６Ｂに例示されるように、第２実施形態と同様に、第３絶縁部１２３を設けてもよい。第３絶縁部１２３は、第１絶縁部１２１とＸ線発生管１０２との間隙を通して絶縁性液体１０８が移動する量を低下させるが、この問題は、第１絶縁部１２１と収容容器１３０との間隙を通して絶縁性液体１０８が移動することによって緩和されうる。また、図６Ａおよび図６Ｂに示された例では、絶縁性液体１０８と絶縁管４との摩擦による帯電が減ることで、絶縁管４と収容容器１３０又は絶縁管４と第１絶縁部１２１との間の異常放電が抑制されうる。このような異常放電の抑制は、第２絶縁部１２２を設けない構造においても期待される。そのため、第１絶縁部１２１と凸部１３５とが離隔した構成においては、陰極１０４と第１絶縁部１２１との間、かつ絶縁管４の周囲に第３絶縁部１２３を設ける一方で、第２絶縁部１２２を設けなくてもよい。第３絶縁部１２３と第１絶縁部１２１との最短距離Ｄ４は、第１絶縁部１２１と収容容器１３０の最短距離Ｄ３より小さいことが望ましい。

【0038】

第３絶縁部１２３は、図７Ａおよび図７Ｂに例示されるように配置されてもよい。第１絶縁部１２１は、円筒部１４１と、リング部１４２とを含みうる。第３絶縁部１２３は、円筒部１４１と絶縁管４との間に配置されうる。言い換えると、絶縁管４は、第２方向において円筒部１４１に対面する領域を有し、第３絶縁部１２３は、該領域の周囲に配置されうる。他の観点において、第３絶縁部１２３は、第２方向において円筒部１４１に対面する領域の周囲に配置されうる。ここで、領域の周囲に配置されることの意味は、領域に接するように第３絶縁部１２３が設置されることを含む。第３絶縁部１２３の外径Ｒ３が第１絶縁部１２１の内径（最小内径）Ｒ１より大きい構成を実現するために、円筒部１４１の内径よりもリング部１４２の内径が小さくされうる。このような構造とすることで第１絶縁部１２１とＸ線発生管１０２との間隙を絶縁性液体１０８が移動し難くなる。これにより絶縁性液体１０８と絶縁管４との摩擦による帯電が減り、絶縁管４と収容容器１３０、又は絶縁管４と第１絶縁部１２１との間の異常放電が抑制されうる。

【0039】

図８Ａおよび図８Ｂには、第４実施形態のＸ線発生装置１００の構成が例示的かつ模式的に示されている。第４実施形態として言及しない事項は、第１乃至第３実施形態に従いうる。第４実施形態では、Ｘ線発生管１０２の全体が第２部分１３２によって囲まれている。あるいは、第４実施形態では、絶縁管４の全体が第２部分１３２によって囲まれている。このような構成では、第２絶縁部１２２は、第１絶縁部１２１と陽極１０３との間に設けられることが望ましい。第２絶縁部１２２は、絶縁管１２２に接触するように配置されうる。第１絶縁部１２１の内径Ｒ１よりも、第２絶縁部１２２の外径Ｒ２が大きいことが望ましい。第２絶縁部１２２と第１絶縁部１２１との最短距離Ｄ５は、第１絶縁部１２１と収容容器１３０との最短距離Ｄ３より小さいことが望ましい。

【0040】

図４、図６Ａ、図７Ａに示された構成では、第２絶縁部１２２および第３絶縁部１２３の両方が設けられている。しかし、第２絶縁部１２２を設けることは必須ではない。つまり、第１絶縁部１２１とＸ線発生管１０２との間のコンダクタンスを小さくすること、即ち、第１絶縁部１２１とＸ線発生管１０２との間隙における絶縁性液体１０８の流れを減らし、絶縁性液体１０８と絶縁管４の摩擦による帯電を減らし、絶縁管４と収容容器１３０又は絶縁管４と第１絶縁部１２１との間の異常放電を抑制するという効果は、第２絶縁部１２２が存在しない構成によっても提供される。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【要約】

Ｘ線発生装置は、電子を放出する電子放出部を含む陰極、および、前記電子放出部から放射された電子が衝突することによってＸ線を発生するターゲットを含む陽極を有するＸ線発生管と、第１空間を形成する第１部分と、前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記第１空間よりも小さく前記Ｘ線発生管の少なくとも一部を取り囲むように配置され第２空間を形成する第２部分、および、前記第１空間と前記第２空間とが連通した内部空間が形成されるように前記第１部分および前記第２部分を相互に連結する連結部を有し、前記連結部が前記内部空間に向けて尖った凸部を有する、収容容器と、前記Ｘ線発生管から離隔するように前記凸部と前記Ｘ線発生管と間に配置され、前記Ｘ線発生管を取り囲む第１絶縁部と、前記Ｘ線発生管の少なくとも一部分と接触しかつ前記第１絶縁部から離隔して配置され、前記Ｘ線発生管を取り囲む第２絶縁部と、を備え、前記第２絶縁部の外径は、前記第１絶縁部の内径よりも大きい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】