JP2002298772A - 透過放射型ｘ線管およびその製造方法 - Google Patents
透過放射型ｘ線管およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2002298772A JP2002298772A JP2001100403A JP2001100403A JP2002298772A JP 2002298772 A JP2002298772 A JP 2002298772A JP 2001100403 A JP2001100403 A JP 2001100403A JP 2001100403 A JP2001100403 A JP 2001100403A JP 2002298772 A JP2002298772 A JP 2002298772A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ray
- thin film
- window plate
- anode target
- transmission window
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子ビーム強度をより増やして発生Ｘ線量を
増大させることが可能な透過放射型Ｘ線管およびその製
造方法を提供すること。 【解決手段】 真空容器３３の一部に気密接合されたＸ
線透過窓板３７と、このＸ線透過窓板３７の真空側の面
上に直接または間接的に設けられたＸ線を発生させる陽
極ターゲット薄膜３９と、この陽極ターゲット薄膜３９
に照射する電子ビームを発生する陰極構体３５とを具備
した透過放射型Ｘ線管において、陽極ターゲット薄膜３
９の少なくとも一部が陰極構体３５に対し凹面４２にな
っている。
増大させることが可能な透過放射型Ｘ線管およびその製
造方法を提供すること。 【解決手段】 真空容器３３の一部に気密接合されたＸ
線透過窓板３７と、このＸ線透過窓板３７の真空側の面
上に直接または間接的に設けられたＸ線を発生させる陽
極ターゲット薄膜３９と、この陽極ターゲット薄膜３９
に照射する電子ビームを発生する陰極構体３５とを具備
した透過放射型Ｘ線管において、陽極ターゲット薄膜３
９の少なくとも一部が陰極構体３５に対し凹面４２にな
っている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は透過放射型Ｘ線管
およびその製造方法に関する。
およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線管は、真空容器内に配置された陽極
ターゲットに電子ビームを衝突させ陽極ターゲットから
Ｘ線を発生させる電子管で、医療用診断装置あるいは工
業用の非破壊検査装置や材料分析装置などに利用されて
いる。Ｘ線管は用途に応じていろいろな種類が実用化さ
れている。その１つに、Ｘ線焦点の小さいマイクロフォ
ーカス透過放射型Ｘ線管がある。マイクロフォーカス透
過放射型Ｘ線管は、半導体集積回路基板あるいはその他
の物体を拡大して観察するＸ線拡大透視撮影装置などに
用いられている。
ターゲットに電子ビームを衝突させ陽極ターゲットから
Ｘ線を発生させる電子管で、医療用診断装置あるいは工
業用の非破壊検査装置や材料分析装置などに利用されて
いる。Ｘ線管は用途に応じていろいろな種類が実用化さ
れている。その１つに、Ｘ線焦点の小さいマイクロフォ
ーカス透過放射型Ｘ線管がある。マイクロフォーカス透
過放射型Ｘ線管は、半導体集積回路基板あるいはその他
の物体を拡大して観察するＸ線拡大透視撮影装置などに
用いられている。
【０００３】ここで、Ｘ線拡大透視撮影装置について図
９を参照して説明する。Ｘ線遮蔽された装置ケース１１
の内部にＸ線管１２が配置されている。Ｘ線管１２のＸ
線発生焦点位置Ｓから距離Ｌａだけ離れた位置に、半導
体集積回路基板などの被撮影物体１３が配置され、この
被撮影物体１３からさらに距離Ｌｂだけ離れた位置に、
Ｘ線エリアセンサー１４たとえばＸ線イメージ管や固体
Ｘ線センサーのセンサー面が配置されている。
９を参照して説明する。Ｘ線遮蔽された装置ケース１１
の内部にＸ線管１２が配置されている。Ｘ線管１２のＸ
線発生焦点位置Ｓから距離Ｌａだけ離れた位置に、半導
体集積回路基板などの被撮影物体１３が配置され、この
被撮影物体１３からさらに距離Ｌｂだけ離れた位置に、
Ｘ線エリアセンサー１４たとえばＸ線イメージ管や固体
Ｘ線センサーのセンサー面が配置されている。
【０００４】Ｘ線管１２は装置ケース１１に内蔵された
電源１５に接続され、外部からの制御で、電源１５から
Ｘ線管１２に動作電圧が供給される。また、Ｘ線エリア
センサー１４のＸ線画像信号出力部１６から出力される
Ｘ線画像信号は、画像処理装置を内蔵するモニター１７
に送られ、その画像表示部１８に被撮影物体１３のＸ線
拡大透視撮影映像が表示される。被撮影物体１３のＸ線
撮影の拡大率Ｍは、概ね、Ｍ＝（Ｌａ＋Ｌｂ）／Ｌａで
表される。
電源１５に接続され、外部からの制御で、電源１５から
Ｘ線管１２に動作電圧が供給される。また、Ｘ線エリア
センサー１４のＸ線画像信号出力部１６から出力される
Ｘ線画像信号は、画像処理装置を内蔵するモニター１７
に送られ、その画像表示部１８に被撮影物体１３のＸ線
拡大透視撮影映像が表示される。被撮影物体１３のＸ線
撮影の拡大率Ｍは、概ね、Ｍ＝（Ｌａ＋Ｌｂ）／Ｌａで
表される。
【０００５】この場合、Ｌａ＜＜Ｌｂに設定され、距離
Ｌａが小さいほど拡大率Ｍは大きくなる。また、Ｘ線発
生源であるＸ線管の焦点Ｓのサイズが小さければ小さい
ほど解像度が高くなり、鮮明なＸ線拡大透視撮影画像が
得られる。
Ｌａが小さいほど拡大率Ｍは大きくなる。また、Ｘ線発
生源であるＸ線管の焦点Ｓのサイズが小さければ小さい
ほど解像度が高くなり、鮮明なＸ線拡大透視撮影画像が
得られる。
【０００６】したがって、Ｘ線拡大透視撮影装置の場
合、Ｘ線管の焦点ＳすなわちＸ線発生ターゲット部分を
できるだけ被撮影物体１３の近くに配置し、距離Ｌａを
小さくする構成が望まれる。このような構成には、Ｘ線
発生ターゲット部がＸ線管の最先端に設けられるマイク
ロフォーカス透過放射型Ｘ線管が適している。
合、Ｘ線管の焦点ＳすなわちＸ線発生ターゲット部分を
できるだけ被撮影物体１３の近くに配置し、距離Ｌａを
小さくする構成が望まれる。このような構成には、Ｘ線
発生ターゲット部がＸ線管の最先端に設けられるマイク
ロフォーカス透過放射型Ｘ線管が適している。
【０００７】この型のＸ線管１２は、図１０に示すよう
に、真空容器２１の一方の側に位置する金属円筒部の先
端部に、Ｘ線を透過する平板状のＸ線透過窓板２２が真
空気密に設けられている。Ｘ線透過窓板２２は、通常、
ベリリウムなどＸ線の透過率が高い材料で構成されてい
る。Ｘ線透過窓板２２の真空側の面には、主要部を拡大
して示すように、タングステンなどからなる陽極ターゲ
ット薄膜２３が直接または間接的に付着されている。ま
た、真空容器２１内の他方の側に位置するガラス部分内
に、電子ビームを発生する陰極構体２４および電子レン
ズ用の複数個のグリッド電極からなる電子銃２５が配置
されている。
に、真空容器２１の一方の側に位置する金属円筒部の先
端部に、Ｘ線を透過する平板状のＸ線透過窓板２２が真
空気密に設けられている。Ｘ線透過窓板２２は、通常、
ベリリウムなどＸ線の透過率が高い材料で構成されてい
る。Ｘ線透過窓板２２の真空側の面には、主要部を拡大
して示すように、タングステンなどからなる陽極ターゲ
ット薄膜２３が直接または間接的に付着されている。ま
た、真空容器２１内の他方の側に位置するガラス部分内
に、電子ビームを発生する陰極構体２４および電子レン
ズ用の複数個のグリッド電極からなる電子銃２５が配置
されている。
【０００８】上記した構成において、陰極構体２４から
発生した電子ビームｅは、陽極ターゲット薄膜２３の位
置で点焦点Ｓを結びＸ線を発生させる。陽極ターゲット
薄膜２３で発生したＸ線はそのまま透過窓板２２を通し
て外部に放射され、Ｘ線撮影に利用される。この場合、
放射Ｘ線は符号Ｘで示されている。
発生した電子ビームｅは、陽極ターゲット薄膜２３の位
置で点焦点Ｓを結びＸ線を発生させる。陽極ターゲット
薄膜２３で発生したＸ線はそのまま透過窓板２２を通し
て外部に放射され、Ｘ線撮影に利用される。この場合、
放射Ｘ線は符号Ｘで示されている。
【０００９】このような装置あるいはＸ線管は、たとえ
ば特願２０００−２２９７７４号、米国特許第５０７７
７７１号明細書、日本特許第２７１３８６０号、同特許
第２６３４３６９号、特公平７−５０５９４号、特開平
９−１７１７８８号、実公昭５２−５６７７８号、ある
いは実開昭５４−１６３８８５号の各公報に開示されて
いる。
ば特願２０００−２２９７７４号、米国特許第５０７７
７７１号明細書、日本特許第２７１３８６０号、同特許
第２６３４３６９号、特公平７−５０５９４号、特開平
９−１７１７８８号、実公昭５２−５６７７８号、ある
いは実開昭５４−１６３８８５号の各公報に開示されて
いる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の透過放射型Ｘ線
管は、ベリリウム等からなるＸ線透過窓板の真空側の平
坦面に、タングステン等の薄膜で構成された陽極ターゲ
ットが直接または間接的に形成されている。
管は、ベリリウム等からなるＸ線透過窓板の真空側の平
坦面に、タングステン等の薄膜で構成された陽極ターゲ
ットが直接または間接的に形成されている。
【００１１】この場合、電子ビームの衝突で陽極ターゲ
ット薄膜の温度が上昇すると、陽極ターゲット薄膜が膨
張し面方向に熱応力が発生する。この熱応力は陽極ター
ゲット薄膜をＸ線透過窓板から剥離させ、あるいは、陽
極ターゲット薄膜に亀裂を発生させる。このような損傷
が発生すると、陽極ターゲット薄膜が放出するＸ線量が
低下し、高性能化の障害となり短寿命となる。
ット薄膜の温度が上昇すると、陽極ターゲット薄膜が膨
張し面方向に熱応力が発生する。この熱応力は陽極ター
ゲット薄膜をＸ線透過窓板から剥離させ、あるいは、陽
極ターゲット薄膜に亀裂を発生させる。このような損傷
が発生すると、陽極ターゲット薄膜が放出するＸ線量が
低下し、高性能化の障害となり短寿命となる。
【００１２】また、タングステンなどで形成された陽極
ターゲット薄膜を衝撃する電子ビームは、その約５０％
がほとんどエネルギーを失うことなく反射される。反射
した電子は加速電界の作用で再び加速し、陽極ターゲッ
ト薄膜の焦点から離れた表面に衝突する。再衝突した反
射電子は陽極ターゲットを加熱させる。また、利用され
ないＸ線いわゆる焦点外Ｘ線を放射させ、Ｘ線画像の明
瞭度が損なわれる。
ターゲット薄膜を衝撃する電子ビームは、その約５０％
がほとんどエネルギーを失うことなく反射される。反射
した電子は加速電界の作用で再び加速し、陽極ターゲッ
ト薄膜の焦点から離れた表面に衝突する。再衝突した反
射電子は陽極ターゲットを加熱させる。また、利用され
ないＸ線いわゆる焦点外Ｘ線を放射させ、Ｘ線画像の明
瞭度が損なわれる。
【００１３】上記したように、反射電子は陽極ターゲッ
トを加熱させるだけで、有用なＸ線の発生に寄与せず、
電子ビームの強度を増してＸ線量を増やすという高性能
化の障害となっている。
トを加熱させるだけで、有用なＸ線の発生に寄与せず、
電子ビームの強度を増してＸ線量を増やすという高性能
化の障害となっている。
【００１４】この発明は、上記した欠点を解決し、電子
ビーム強度をより増やして発生Ｘ線量を増大させること
が可能な透過放射型Ｘ線管およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
ビーム強度をより増やして発生Ｘ線量を増大させること
が可能な透過放射型Ｘ線管およびその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明は、真空容器の
一部に気密接合されたＸ線透過窓板と、このＸ線透過窓
板の真空側の面上に直接または間接的に設けられたＸ線
を発生させるターゲット薄膜と、このターゲット薄膜に
照射する電子ビームを発生する陰極構体とを具備した透
過放射型Ｘ線管において、前記ターゲット薄膜の少なく
とも一部が前記陰極構体に対し凹面になっていることを
特徴としている。
一部に気密接合されたＸ線透過窓板と、このＸ線透過窓
板の真空側の面上に直接または間接的に設けられたＸ線
を発生させるターゲット薄膜と、このターゲット薄膜に
照射する電子ビームを発生する陰極構体とを具備した透
過放射型Ｘ線管において、前記ターゲット薄膜の少なく
とも一部が前記陰極構体に対し凹面になっていることを
特徴としている。
【００１６】また、真空容器の一部に気密接合されたＸ
線透過窓板と、このＸ線透過窓板の真空側の面上に直接
または間接的に設けられたＸ線を発生させるターゲット
薄膜と、このターゲット薄膜に照射する電子ビームを発
生する陰極構体とを具備した透過放射型Ｘ線管の製造方
法において、前記Ｘ線透過窓板の真空側となる面の少な
くとも一部に凹面を形成する第１工程と、前記凹面の形
成された前記Ｘ線透過窓板の真空側の面に、直接または
間接的に前記ターゲット薄膜を成膜する第２工程とから
なることを特徴としている。
線透過窓板と、このＸ線透過窓板の真空側の面上に直接
または間接的に設けられたＸ線を発生させるターゲット
薄膜と、このターゲット薄膜に照射する電子ビームを発
生する陰極構体とを具備した透過放射型Ｘ線管の製造方
法において、前記Ｘ線透過窓板の真空側となる面の少な
くとも一部に凹面を形成する第１工程と、前記凹面の形
成された前記Ｘ線透過窓板の真空側の面に、直接または
間接的に前記ターゲット薄膜を成膜する第２工程とから
なることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図１を
参照して説明する。マイクロフォーカス透過放射型Ｘ線
管３０は、ガラス容器部分３１および先端が閉じられた
金属円筒容器部分３２が真空気密に接合された真空容器
３３を備えている。この真空容器３３の内部に電子銃３
４が配置されている。電子銃３４は、電子ビームを発生
する陰極構体３５および電子レンズ用の複数個のグリッ
ド電極を備えている。
参照して説明する。マイクロフォーカス透過放射型Ｘ線
管３０は、ガラス容器部分３１および先端が閉じられた
金属円筒容器部分３２が真空気密に接合された真空容器
３３を備えている。この真空容器３３の内部に電子銃３
４が配置されている。電子銃３４は、電子ビームを発生
する陰極構体３５および電子レンズ用の複数個のグリッ
ド電極を備えている。
【００１８】真空容器３３の金属円筒容器部分３２の先
端部にＸ線放射窓保持用リング３６が設けられ、Ｘ線放
射窓保持用リング３６に、Ｘ線透過率の高いたとえばダ
イヤモンド製のＸ線透過窓３７が真空気密に接合されて
いる。Ｘ線透過窓３７を構成するダイヤモンドは、たと
えば周辺部分３８がメタライズされ、そのメタライズ部
分を利用して溶接などによりＸ線放射窓保持用リング３
６に接合される。
端部にＸ線放射窓保持用リング３６が設けられ、Ｘ線放
射窓保持用リング３６に、Ｘ線透過率の高いたとえばダ
イヤモンド製のＸ線透過窓３７が真空気密に接合されて
いる。Ｘ線透過窓３７を構成するダイヤモンドは、たと
えば周辺部分３８がメタライズされ、そのメタライズ部
分を利用して溶接などによりＸ線放射窓保持用リング３
６に接合される。
【００１９】Ｘ線放射窓保持用リング３６は、鉄（Ｆ
ｅ）、またはコバール（商品名）やステンレス鋼のよう
な鉄合金、あるいは銅（Ｃｕ）または銅合金のような機
械的に高強度の材料で形成されている。そして、そのテ
ーパ状に外方に延長された外周薄肉部３６ａが、ヘリア
ーク溶接などによって金属円筒容器部分３２の先端開口
部３２ａと真空気密接合されている。
ｅ）、またはコバール（商品名）やステンレス鋼のよう
な鉄合金、あるいは銅（Ｃｕ）または銅合金のような機
械的に高強度の材料で形成されている。そして、そのテ
ーパ状に外方に延長された外周薄肉部３６ａが、ヘリア
ーク溶接などによって金属円筒容器部分３２の先端開口
部３２ａと真空気密接合されている。
【００２０】また、Ｘ線透過窓板３７の内面すなわち真
空側の面の一部に凹部４１が設けられ、凹部４１の設け
られたＸ線透過窓板３７上にタングステン（Ｗ）からな
る陽極ターゲット薄膜３９が成膜され、積層して付着さ
れている。この場合、Ｘ線透過窓板３７の凹部４１の部
分では、Ｘ線透過窓板３７は陰極構体３５に向って凹面
４２に形成され、たとえばこの凹面４２内にＸ線焦点Ｓ
が形成される。
空側の面の一部に凹部４１が設けられ、凹部４１の設け
られたＸ線透過窓板３７上にタングステン（Ｗ）からな
る陽極ターゲット薄膜３９が成膜され、積層して付着さ
れている。この場合、Ｘ線透過窓板３７の凹部４１の部
分では、Ｘ線透過窓板３７は陰極構体３５に向って凹面
４２に形成され、たとえばこの凹面４２内にＸ線焦点Ｓ
が形成される。
【００２１】Ｘ線透過窓板３７は、図２の拡大図に示す
ように、たとえば周辺部分よりも凹んだ凹部４１が一部
に設けられ、凹部４１が設けられたＸ線透過窓板３７上
に陽極ターゲット薄膜３９が付着している。
ように、たとえば周辺部分よりも凹んだ凹部４１が一部
に設けられ、凹部４１が設けられたＸ線透過窓板３７上
に陽極ターゲット薄膜３９が付着している。
【００２２】上記のＸ線管は動作状態に入ると、従来技
術で述べたと同様、陰極構体３５から発生し電子銃３４
を経た電子ビームｅは、陽極ターゲット薄膜３９の凹面
上に焦点Ｓを結ぶ。そして、焦点Ｓで発生したＸ線は、
そのままＸ線透過窓３７を通して符号Ｘで示すように外
部に放射され、Ｘ線撮影等に利用される。
術で述べたと同様、陰極構体３５から発生し電子銃３４
を経た電子ビームｅは、陽極ターゲット薄膜３９の凹面
上に焦点Ｓを結ぶ。そして、焦点Ｓで発生したＸ線は、
そのままＸ線透過窓３７を通して符号Ｘで示すように外
部に放射され、Ｘ線撮影等に利用される。
【００２３】上記した構成によれば、電子ビームｅの焦
点Ｓが形成される領域の陽極ターゲット薄膜３９は、た
とえばＸ線透過窓板３７の凹部４１の部分に設けられ、
陰極構体３５に対し凹面になっている。この場合、電子
ビームｅの衝突による温度上昇で陽極ターゲット薄膜３
９が膨張し、陽極ターゲット薄膜３９の面方向に熱応力
が発生しても、この熱応力は、陽極ターゲット薄膜３９
をＸ線透過窓板３７に押しつけるように作用し剥離や亀
裂が発生しない。そのため、電子ビーム強度をより増や
し発生Ｘ線量を増大できる。
点Ｓが形成される領域の陽極ターゲット薄膜３９は、た
とえばＸ線透過窓板３７の凹部４１の部分に設けられ、
陰極構体３５に対し凹面になっている。この場合、電子
ビームｅの衝突による温度上昇で陽極ターゲット薄膜３
９が膨張し、陽極ターゲット薄膜３９の面方向に熱応力
が発生しても、この熱応力は、陽極ターゲット薄膜３９
をＸ線透過窓板３７に押しつけるように作用し剥離や亀
裂が発生しない。そのため、電子ビーム強度をより増や
し発生Ｘ線量を増大できる。
【００２４】たとえば陽極ターゲット薄膜３９はＸ線透
過窓板３７と全体で付着しており、電子ビームの衝突で
熱膨張すると陽極ターゲット薄膜３９の面方向に熱応力
が発生する。このとき、その回りの周辺部分がＸ線透過
窓板３７と付着しているため、たとえばＸ線透過窓板３
７が凸面の場合、周辺部分から押された形になって熱膨
張部分が盛り上がり剥離が発生し、あるいは亀裂が発生
する。Ｘ線透過窓板が平面の場合も、通常、面に凹凸が
あり、その凸面の部分で剥離や亀裂が発生する。一方、
Ｘ線透過窓板が凹面の場合は、凹面部分の熱応力は陽極
ターゲット薄膜をＸ線透過窓板に押しつけるように作用
し剥離が発生しない。また、凹面部分の熱応力は圧縮応
力となり、亀裂の発生も防止される。
過窓板３７と全体で付着しており、電子ビームの衝突で
熱膨張すると陽極ターゲット薄膜３９の面方向に熱応力
が発生する。このとき、その回りの周辺部分がＸ線透過
窓板３７と付着しているため、たとえばＸ線透過窓板３
７が凸面の場合、周辺部分から押された形になって熱膨
張部分が盛り上がり剥離が発生し、あるいは亀裂が発生
する。Ｘ線透過窓板が平面の場合も、通常、面に凹凸が
あり、その凸面の部分で剥離や亀裂が発生する。一方、
Ｘ線透過窓板が凹面の場合は、凹面部分の熱応力は陽極
ターゲット薄膜をＸ線透過窓板に押しつけるように作用
し剥離が発生しない。また、凹面部分の熱応力は圧縮応
力となり、亀裂の発生も防止される。
【００２５】上記の実施形態では、電子ビームｅの焦点
Ｓ全体が陽極ターゲット薄膜３９の凹面内に形成されて
いる。しかし、電子ビームｅの焦点Ｓの一部が陽極ター
ゲット薄膜３９の凹面の外にあっても、熱膨張部分の主
要部が凹面内にある場合は剥離や亀裂の発生が抑えられ
る。
Ｓ全体が陽極ターゲット薄膜３９の凹面内に形成されて
いる。しかし、電子ビームｅの焦点Ｓの一部が陽極ター
ゲット薄膜３９の凹面の外にあっても、熱膨張部分の主
要部が凹面内にある場合は剥離や亀裂の発生が抑えられ
る。
【００２６】ここで、Ｘ線透過窓板３７上に陽極ターゲ
ット薄膜３９を形成する成膜プロセスについて図３を参
照して説明する。まず、図３の（ａ）に示すように、所
定形状に加工した窓保持用リング３６の開口部の段差部
分３６ｂに、予め凹部４１が一部に形成されたＸ線透過
窓板３７のメタライズ部分たとえばその周辺部分３８を
接合する。
ット薄膜３９を形成する成膜プロセスについて図３を参
照して説明する。まず、図３の（ａ）に示すように、所
定形状に加工した窓保持用リング３６の開口部の段差部
分３６ｂに、予め凹部４１が一部に形成されたＸ線透過
窓板３７のメタライズ部分たとえばその周辺部分３８を
接合する。
【００２７】次に、Ｘ線透過窓板３７を接合した窓保持
用リング３６を成膜装置内に配置し、ＣＶＤ法などによ
って、図３（ｂ）に示すように、Ｘ線透過窓３７の内面
にタングステン薄膜３９を成膜し付着させる。
用リング３６を成膜装置内に配置し、ＣＶＤ法などによ
って、図３（ｂ）に示すように、Ｘ線透過窓３７の内面
にタングステン薄膜３９を成膜し付着させる。
【００２８】次に、タングステン薄膜３９を成膜したＸ
線透過窓板３７を有する窓保持用リング３６を、図１に
示したように、金属円筒容器部分の先端開口部３２ａに
嵌め、両者が合致した薄肉円筒端部をヘリアーク溶接に
より真空気密に接合して真空容器とする。その後、真空
容器内に電子銃等を組み入れ、排気工程等を経てＸ線管
を完成させる。
線透過窓板３７を有する窓保持用リング３６を、図１に
示したように、金属円筒容器部分の先端開口部３２ａに
嵌め、両者が合致した薄肉円筒端部をヘリアーク溶接に
より真空気密に接合して真空容器とする。その後、真空
容器内に電子銃等を組み入れ、排気工程等を経てＸ線管
を完成させる。
【００２９】上記の方法は、Ｘ線透過窓板３７の一部に
凹部４１を形成し、その後、窓保持用リング３６に接合
している。しかし、Ｘ線透過窓板保持用リング３６と接
合した後に、Ｘ線透過窓板３７の一部に凹部４１を形成
することもできる。
凹部４１を形成し、その後、窓保持用リング３６に接合
している。しかし、Ｘ線透過窓板保持用リング３６と接
合した後に、Ｘ線透過窓板３７の一部に凹部４１を形成
することもできる。
【００３０】次に、本発明の他の実施形態について図４
を参照して説明する。この実施形態は、タングステンか
らなる陽極ターゲット薄膜３９を、Ｘ線透過窓板３７の
内面からさらに透過窓保持用リング３６の内側テーパ面
の途中まで延長して成膜している。図では、陽極ターゲ
ット薄膜３９の延長部分を符号３９ａで示している。
を参照して説明する。この実施形態は、タングステンか
らなる陽極ターゲット薄膜３９を、Ｘ線透過窓板３７の
内面からさらに透過窓保持用リング３６の内側テーパ面
の途中まで延長して成膜している。図では、陽極ターゲ
ット薄膜３９の延長部分を符号３９ａで示している。
【００３１】この実施形態によれば、陽極ターゲット薄
膜３９の成膜に際して、その成膜領域を規定するマスキ
ングを比較的ラフにしても差支えないという利点があ
る。
膜３９の成膜に際して、その成膜領域を規定するマスキ
ングを比較的ラフにしても差支えないという利点があ
る。
【００３２】図１〜図４の実施形態の場合、陽極ターゲ
ット薄膜の素材として、純タングステンを使用してい
る。しかし、これに限らず、たとえばレニウム（Ｒｅ）
を微量含むレニウム−タングステン合金や、モリブデン
（Ｍｏ）を微量含むモリブデン−タングステン合金、あ
るいはその他の元素を微量含むタングステン主体の合金
を使用することもできる。
ット薄膜の素材として、純タングステンを使用してい
る。しかし、これに限らず、たとえばレニウム（Ｒｅ）
を微量含むレニウム−タングステン合金や、モリブデン
（Ｍｏ）を微量含むモリブデン−タングステン合金、あ
るいはその他の元素を微量含むタングステン主体の合金
を使用することもできる。
【００３３】また、Ｘ線透過窓板をダイヤモンドで形成
している。この場合、ダイヤモンドは熱伝導率がベリリ
ウムの１０倍以上と高いため、陽極ターゲット薄膜の熱
がＸ線透過窓板を通して効率的に外部に放出される。そ
のため、陽極ターゲット薄膜の温度上昇が抑えられ、陽
極ターゲット薄膜の蒸発が低減し、寿命の長い透過放射
型Ｘ線管が実現される。
している。この場合、ダイヤモンドは熱伝導率がベリリ
ウムの１０倍以上と高いため、陽極ターゲット薄膜の熱
がＸ線透過窓板を通して効率的に外部に放出される。そ
のため、陽極ターゲット薄膜の温度上昇が抑えられ、陽
極ターゲット薄膜の蒸発が低減し、寿命の長い透過放射
型Ｘ線管が実現される。
【００３４】次に、本発明の他の実施形態について図５
を参照して説明する。この実施形態では、Ｘ線透過窓板
３７の真空側の面全体をたとえば球面あるいは円筒面に
形成し、その上に陽極ターゲット薄膜３９を形成してい
る。この場合、陽極ターゲット薄膜３９のほぼ全体が陰
極構体３５に対して凹面に形成される。したがって、電
子ビームの衝突で陽極ターゲット薄膜３９が熱膨張し熱
応力が発生しても、上記した実施形態の場合と同様、剥
離や亀裂が防止される。
を参照して説明する。この実施形態では、Ｘ線透過窓板
３７の真空側の面全体をたとえば球面あるいは円筒面に
形成し、その上に陽極ターゲット薄膜３９を形成してい
る。この場合、陽極ターゲット薄膜３９のほぼ全体が陰
極構体３５に対して凹面に形成される。したがって、電
子ビームの衝突で陽極ターゲット薄膜３９が熱膨張し熱
応力が発生しても、上記した実施形態の場合と同様、剥
離や亀裂が防止される。
【００３５】次に、本発明の他の実施形態について図６
を参照して説明する。図６では、図１に対応する部分に
は同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
を参照して説明する。図６では、図１に対応する部分に
は同じ符号を付し重複する説明を一部省略する。
【００３６】この実施形態は、窓保持用リング３６を図
１の実施形態の場合よりも厚く形成している。そして、
窓保持用リング３６の中央に貫通する開口穴５１を設
け、開口穴５１の開口部分に露出するように取り付けら
れたＸ線透過窓板３７上にターゲット薄膜３９を付着さ
せている。このターゲット薄膜３９部分を拡大した構造
を図７に示す。
１の実施形態の場合よりも厚く形成している。そして、
窓保持用リング３６の中央に貫通する開口穴５１を設
け、開口穴５１の開口部分に露出するように取り付けら
れたＸ線透過窓板３７上にターゲット薄膜３９を付着さ
せている。このターゲット薄膜３９部分を拡大した構造
を図７に示す。
【００３７】この場合、窓保持用リング３６に形成され
る開口穴５１の外側たとえばＸ線透過窓板３７側の内径
ｄは、Ｘ線透過窓板３７の内面に形成された凹状部分の
外径たとえば縁径ｄ0 とほぼ等しい大きさに設定してい
る。
る開口穴５１の外側たとえばＸ線透過窓板３７側の内径
ｄは、Ｘ線透過窓板３７の内面に形成された凹状部分の
外径たとえば縁径ｄ0 とほぼ等しい大きさに設定してい
る。
【００３８】開口穴５１の内径はＸ線透過窓でｄとし、
電子銃３４側に向かって徐々に大きくなるように形成し
ている。このような構成により、開口穴５１によって電
子線の集束が乱され、電子線の拡散を防ぐことができ
る。
電子銃３４側に向かって徐々に大きくなるように形成し
ている。このような構成により、開口穴５１によって電
子線の集束が乱され、電子線の拡散を防ぐことができ
る。
【００３９】ここで、Ｘ線透過窓板３７上に陽極ターゲ
ット薄膜３９を形成する成膜プロセスについて図８を参
照して説明する。まず、図８の（ａ）に示すように、予
め開口穴５１を設けた窓保持用リング３６の陰極構体と
反対側に位置する段差部分３６ｂに、Ｘ線透過窓板３７
のメタライズされたその周辺部分３８を接合する。
ット薄膜３９を形成する成膜プロセスについて図８を参
照して説明する。まず、図８の（ａ）に示すように、予
め開口穴５１を設けた窓保持用リング３６の陰極構体と
反対側に位置する段差部分３６ｂに、Ｘ線透過窓板３７
のメタライズされたその周辺部分３８を接合する。
【００４０】次に、Ｘ線透過窓板３７を接合した窓保持
用リング３６を成膜装置内に配置し、ＣＶＤ法などによ
って、図８（ｂ）に示すように、Ｘ線透過窓３７の内面
にタングステンなどで陽極ターゲット薄膜３９を成膜し
付着させる。
用リング３６を成膜装置内に配置し、ＣＶＤ法などによ
って、図８（ｂ）に示すように、Ｘ線透過窓３７の内面
にタングステンなどで陽極ターゲット薄膜３９を成膜し
付着させる。
【００４１】次に、陽極ターゲット薄膜３９を成膜した
Ｘ線透過窓板３７が接合された窓保持用リング３６を、
図６に示したように、金属円筒容器部分の先端開口部３
２ａに嵌め、両者が合致した薄肉円筒端部をヘリアーク
溶接により真空気密に接合して真空容器とする。その
後、真空容器内に電子銃等を組み入れ、排気工程等を経
てＸ線管を完成させる。
Ｘ線透過窓板３７が接合された窓保持用リング３６を、
図６に示したように、金属円筒容器部分の先端開口部３
２ａに嵌め、両者が合致した薄肉円筒端部をヘリアーク
溶接により真空気密に接合して真空容器とする。その
後、真空容器内に電子銃等を組み入れ、排気工程等を経
てＸ線管を完成させる。
【００４２】上記の構成によれば、反射電子の多くは窓
保持用リング３６を衝撃し、陽極ターゲット薄膜３９へ
の再衝突が防止される。その結果、陽極ターゲット薄膜
３９の温度上昇が低減し、また、焦点外Ｘ線の発生が防
止され、電子ビーム強度をより増やして発生Ｘ線量を増
大できる。
保持用リング３６を衝撃し、陽極ターゲット薄膜３９へ
の再衝突が防止される。その結果、陽極ターゲット薄膜
３９の温度上昇が低減し、また、焦点外Ｘ線の発生が防
止され、電子ビーム強度をより増やして発生Ｘ線量を増
大できる。
【００４３】また、陽極ターゲット薄膜３９がＸ線透過
窓板３７の凹面からさらに窓保持用リング３６の内側テ
ーパ面の途中まで延長して成膜され、陽極ターゲット薄
膜３９全体が凹形状に形成されるため、熱応力による剥
離や亀裂の防止効果が高くなる。
窓板３７の凹面からさらに窓保持用リング３６の内側テ
ーパ面の途中まで延長して成膜され、陽極ターゲット薄
膜３９全体が凹形状に形成されるため、熱応力による剥
離や亀裂の防止効果が高くなる。
【００４４】また、図６〜図８では、反射電子が衝撃す
るベース部品として窓保持用リング３６を用いている。
しかし、開口穴５１を持つベース部品には、窓保持用リ
ング３６に限らずその他の部材を用いることもできる。
また、ベース部品の材質はとくに限定されないが、電子
ビーム量が小さい場合は銅などが使用される。電子ビー
ム量が大きい場合は、陽極ターゲット薄膜に近い開口部
付近には高融点金属を用いることが望ましい。
るベース部品として窓保持用リング３６を用いている。
しかし、開口穴５１を持つベース部品には、窓保持用リ
ング３６に限らずその他の部材を用いることもできる。
また、ベース部品の材質はとくに限定されないが、電子
ビーム量が小さい場合は銅などが使用される。電子ビー
ム量が大きい場合は、陽極ターゲット薄膜に近い開口部
付近には高融点金属を用いることが望ましい。
【００４５】また、上記の各実施形態では、Ｘ線透過窓
板上に陽極ターゲット薄膜を直接付着している。しか
し、本発明は、陽極ターゲット薄膜の付着強度を向上さ
せるために、銅などの中間層を介して陽極ターゲット薄
膜を付着する構成に対しても適用できる。
板上に陽極ターゲット薄膜を直接付着している。しか
し、本発明は、陽極ターゲット薄膜の付着強度を向上さ
せるために、銅などの中間層を介して陽極ターゲット薄
膜を付着する構成に対しても適用できる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、電子ビーム強度をより
増やして発生Ｘ線量を増大させることが可能な透過放射
型Ｘ線管およびその製造方法を実現できる。
増やして発生Ｘ線量を増大させることが可能な透過放射
型Ｘ線管およびその製造方法を実現できる。
【図１】本発明の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に使用されるＸ線放射窓板および陽極ター
ゲット薄膜の部分を抜き出して示す断面図である。
ゲット薄膜の部分を抜き出して示す断面図である。
【図３】本発明のＸ線放射窓板および陽極ターゲット薄
膜の製造プロセスを説明するための主要部縦断面図であ
る。
膜の製造プロセスを説明するための主要部縦断面図であ
る。
【図４】本発明の他の実施形態を示す主要部縦断面図で
ある。
ある。
【図５】本発明の他の実施形態に使用されるＸ線放射窓
板および陽極ターゲット薄膜の部分を抜き出して示す断
面図である。
板および陽極ターゲット薄膜の部分を抜き出して示す断
面図である。
【図６】本発明の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図７】図６の主要部を拡大して示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態におけるＸ線放射窓板お
よびターゲット薄膜の製造プロセスを説明するための主
要部縦断面図である。
よびターゲット薄膜の製造プロセスを説明するための主
要部縦断面図である。
【図９】Ｘ線拡大撮影装置を示す概略図である。
【図１０】従来例を示す縦断面図である。
３０…マイクロフォーカス透過放射型Ｘ線管 ３１…ガラス容器部分 ３２…金属円筒容器部分 ３３…真空容器 ３４…電子銃 ３５…陰極構体 ３６…Ｘ線透過窓板保持用リング ３７…Ｘ線透過窓板 ３９…陽極ターゲット薄膜 ４１…Ｘ線透過窓板の凹部 ４２…陽極ターゲット薄膜の凹面 ５１…Ｘ線透過窓板保持用リングの開口穴
Claims (7)
- 【請求項１】 真空容器の一部に気密接合されたＸ線透
過窓板と、このＸ線透過窓板の真空側の面上に直接また
は間接的に設けられたＸ線を発生させる陽極ターゲット
薄膜と、この陽極ターゲット薄膜に照射する電子ビーム
を発生する陰極構体とを具備した透過放射型Ｘ線管にお
いて、前記陽極ターゲット薄膜の少なくとも一部が前記
陰極構体に対し凹面になっていることを特徴とする透過
放射型Ｘ線管。 - 【請求項２】 真空容器の一部に気密接合されたＸ線透
過窓板と、このＸ線透過窓板の真空側の面上に直接また
は間接的に設けられたＸ線を発生させる陽極ターゲット
薄膜と、この陽極ターゲット薄膜に照射する電子ビーム
を発生する陰極構体とを具備した透過放射型Ｘ線管にお
いて、Ｘ線焦点が形成される領域の前記陽極ターゲット
薄膜の少なくとも一部が前記陰極構体に対し凹面になっ
ていることを特徴とする透過放射型Ｘ線管。 - 【請求項３】 真空容器の一部に気密接合されたＸ線透
過窓板と、このＸ線透過窓板の真空側の面上に直接また
は間接的に設けられたＸ線を発生させる陽極ターゲット
薄膜と、この陽極ターゲット薄膜に照射する電子ビーム
を発生する陰極構体とを具備した透過放射型Ｘ線管にお
いて、前記Ｘ線透過窓板の真空側の面の少なくとも一部
を凹面に形成したことを特徴とする透過放射型Ｘ線管。 - 【請求項４】 真空容器の一部に気密接合されたＸ線透
過窓板と、このＸ線透過窓板の真空側の面上に直接また
は間接的に設けられたＸ線を発生させる陽極ターゲット
薄膜と、この陽極ターゲット薄膜に照射する電子ビーム
を発生する陰極構体とを具備した透過放射型Ｘ線管の製
造方法において、前記Ｘ線透過窓板の真空側となる面の
少なくとも一部に凹面を形成する第１工程と、前記凹面
の形成された前記Ｘ線透過窓板の真空側の面に、直接ま
たは間接的に前記陽極ターゲット薄膜を成膜する第２工
程とからなることを特徴とする透過放射型Ｘ線管の製造
方法。 - 【請求項５】 Ｘ線透過窓板の真空側に、貫通穴の開口
部分に前記Ｘ線透過窓板が露出するベース部品を設け、
このベース部品の前記開口部分に露出した前記Ｘ線透過
窓板上に直接または間接的に前記陽極ターゲット薄膜を
形成した請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の
透過放射型Ｘ線管。 - 【請求項６】 ベース部品の貫通穴の内径は陰極構体側
よりもＸ線透過窓板側の方が小さく形成されている請求
項５記載の透過放射型Ｘ線管。 - 【請求項７】 ベース部品の貫通穴のＸ線透過窓板側の
内径と、Ｘ線透過窓の凹面の縁径とが等しい請求項６記
載の透過放射型Ｘ線管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100403A JP2002298772A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 透過放射型ｘ線管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100403A JP2002298772A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 透過放射型ｘ線管およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002298772A true JP2002298772A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18953846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100403A Pending JP2002298772A (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 透過放射型ｘ線管およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002298772A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007265981A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-10-11 | Canon Inc | マルチｘ線発生装置 |
| CN100417307C (zh) * | 2003-11-06 | 2008-09-03 | 菲佛库斯有限公司 | 一种微焦点x光设备及其使用方法 |
| JP2011243579A (ja) * | 2004-05-27 | 2011-12-01 | Cabot Microelectronics Corp | 本発明の非平行形状フィールドを有するｘ線源 |
| EP2757570A2 (en) | 2013-01-18 | 2014-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmission-type x-ray target and radiation generating tube including the same |
| EP2779202A2 (en) | 2013-03-12 | 2014-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmission type target, radiation generating tube including the same, radiation generating apparatus, and radiography system |
| US9251995B2 (en) | 2011-08-31 | 2016-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation generating tube and radiation imaging apparatus using the same |
| US9257254B2 (en) | 2013-06-14 | 2016-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmissive target, X-ray generating tube including transmissive target, X-ray generating apparatus, and radiography system |
| EP3026690A1 (en) | 2014-11-28 | 2016-06-01 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray generation tube, x-ray generation apparatus, and radiography system |
| WO2017130262A1 (en) | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray generating tube, x-ray generating apparatus, and radiography system |
| JP2019008943A (ja) * | 2017-06-22 | 2019-01-17 | 東芝電子管デバイス株式会社 | 固定陽極型ｘ線管 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001100403A patent/JP2002298772A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100417307C (zh) * | 2003-11-06 | 2008-09-03 | 菲佛库斯有限公司 | 一种微焦点x光设备及其使用方法 |
| JP2011243579A (ja) * | 2004-05-27 | 2011-12-01 | Cabot Microelectronics Corp | 本発明の非平行形状フィールドを有するｘ線源 |
| US8139716B2 (en) | 2006-03-03 | 2012-03-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi X-ray generator and multi X-ray imaging apparatus |
| US8861682B2 (en) | 2006-03-03 | 2014-10-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Multi X-ray generator and multi X-ray imaging apparatus |
| JP2007265981A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-10-11 | Canon Inc | マルチｘ線発生装置 |
| US9251995B2 (en) | 2011-08-31 | 2016-02-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation generating tube and radiation imaging apparatus using the same |
| EP2757570A2 (en) | 2013-01-18 | 2014-07-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmission-type x-ray target and radiation generating tube including the same |
| US9502204B2 (en) | 2013-01-18 | 2016-11-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmission-type X-ray target and radiation generating tube including the same |
| US10418222B2 (en) | 2013-03-12 | 2019-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmission type target, radiation generating tube including the same, radiation generating apparatus, and radiography system |
| EP2779202A2 (en) | 2013-03-12 | 2014-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmission type target, radiation generating tube including the same, radiation generating apparatus, and radiography system |
| EP4006949A1 (en) | 2013-03-12 | 2022-06-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmission type target, radiation generating tube including the same, radiation generating apparatus, and radiography system |
| US9257254B2 (en) | 2013-06-14 | 2016-02-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Transmissive target, X-ray generating tube including transmissive target, X-ray generating apparatus, and radiography system |
| US9818571B2 (en) | 2014-11-28 | 2017-11-14 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray generation tube, X-ray generation apparatus, and radiography system |
| EP3026690A1 (en) | 2014-11-28 | 2016-06-01 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray generation tube, x-ray generation apparatus, and radiography system |
| WO2017130262A1 (en) | 2016-01-29 | 2017-08-03 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray generating tube, x-ray generating apparatus, and radiography system |
| US11114268B2 (en) | 2016-01-29 | 2021-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | X-ray generating tube, X-ray generating apparatus, and radiography system |
| JP2019008943A (ja) * | 2017-06-22 | 2019-01-17 | 東芝電子管デバイス株式会社 | 固定陽極型ｘ線管 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6487272B1 (en) | Penetrating type X-ray tube and manufacturing method thereof | |
| US9029795B2 (en) | Radiation generating tube, and radiation generating device and apparatus including the tube | |
| US7526069B2 (en) | X-ray tube | |
| US20120307974A1 (en) | X-ray tube and radiation imaging apparatus | |
| JP5871528B2 (ja) | 透過型ｘ線発生装置及びそれを用いたｘ線撮影装置 | |
| JP2012256559A (ja) | 放射線透過型ターゲット | |
| JP2016103451A (ja) | Ｘ線発生管、ｘ線発生装置およびｘ線撮影システム | |
| JP2002298772A (ja) | 透過放射型ｘ線管およびその製造方法 | |
| KR20140109809A (ko) | X선 발생관, 그 x선 발생관을 구비한 x선 발생장치, 및 x선 촬영 시스템 | |
| KR101036695B1 (ko) | Ｘ선 발생장치 | |
| JP2002352754A (ja) | 透過型ｘ線ターゲット | |
| JP2002042705A (ja) | 透過放射型ｘ線管およびその製造方法 | |
| JP2004111336A (ja) | Ｘ線管 | |
| US6831964B1 (en) | Stot-type high-intensity X-ray source | |
| JP6153314B2 (ja) | Ｘ線透過型ターゲット及びその製造方法 | |
| JP4781156B2 (ja) | 透過型ｘ線管 | |
| JP2000082430A (ja) | Ｘ線発生用ターゲット及びこれを用いたｘ線管 | |
| JP2004235113A (ja) | 軟ｘ線発生管 | |
| CN112992630A (zh) | 一种微焦点射线管 | |
| JP2015005337A (ja) | 放射線発生ターゲット及びこれを用いた放射線発生管、放射線発生装置、放射線撮影システム | |
| JP2015076213A (ja) | 放射線管、放射線発生装置及び放射線撮影システム | |
| JP6918595B2 (ja) | 固定陽極型ｘ線管 | |
| CN210805691U (zh) | 一种微焦点射线管 | |
| JP2001023556A (ja) | Ｘ線管 | |
| CN109671605B (zh) | 固定阳极型x射线管 |