JP2016126969A - Ｘ線管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 真空外囲器に径小部を形成することなく陰極から陽極ターゲットへ向かう電子ビームの電子軌道及び／又は形状を磁気的に変化させることができ、且つＸ線焦点の拡大、ぼけ、歪みや、陰極の電子放出量の低下などの発生を低減できる回転陽極型Ｘ線管装置を提供することである。【解決手段】 本発明の実施形態に係るＸ線管装置は、電子軌道方向に電子を射出する陰極と、陰極に対向して設けられ、陰極から射出される電子が衝撃することによってＸ線を発生するターゲット面を備える陽極ターゲットと、陰極と陽極ターゲットとを収容し、内部が真空気密に密閉され、陰極の周囲を囲むように外側から窪まされた少なくとも１つの窪み部を形成される真空外囲器と、直流電源より直流電流を供給され、真空外囲器の外側に配置され、中心に陰極が位置するように窪み部に収納される４極子で構成される４極子磁場発生部と、を備える。【選択図】図１

Description

実施形態は、Ｘ線管装置に関する。

回転陽極型Ｘ線管装置は、陰極の電子発生源から発生する電子を回転する陽極ターゲットに衝突させ、この陽極ターゲットの電子が衝突して形成されるＸ線焦点からＸ線を発生させる装置である。この回転陽極型Ｘ線管装置は、一般的に、Ｘ線ＣＴ装置等で利用される。

フライングフォーカス（焦点位置シフト）方式のＸ線ＣＴ装置では、回転陽極型Ｘ線管装置によってＸ線撮影中に異なった位置にＸ線焦点が配置され、被写体を通じて検出器に入射するＸ線の入射角度が僅かにずらされる。その結果、Ｘ線撮影画像の解像特性が向上することが知られている。このようにＸ線撮影中に、回転陽極型Ｘ線管装置で異なった位置にＸ線焦点を配置するには、Ｘ線焦点を１ｍｓｅｃ以下の短時間で間欠的、連続的、または周期的に微小移動させる必要がある。

Ｘ線焦点を短時間で微小移動させる方式としていくつかの方式がある。その方式の１つとして、磁極が発生する偏向磁界により電子ビームを偏向させる磁気的電子ビーム変更方式がある。磁気的電子ビーム偏向方式では、陰極と陽極ターゲットとの間に位置する真空外囲器に径小となる径小部を設け、そこに偏向磁界を発生する磁極が配置されている。この磁気的電子ビーム偏向方式の構成では、径小部に配置された磁極間の距離が短くなり、電子ビーム位置での磁束密度を高め、電子の電子軌道を確実に偏向することが可能となる。

また、さらに径小部に４極の磁極を配置し、４極子磁場を発生させて電子ビームの形状を変化及び／又は調整して焦点サイズを磁気的に変化させる構成も知られている。

米国特許第４６８９８０９号明細書 米国特許第５９１０９７４号明細書 米国特許第７２８９６０３号明細書 米国特許第６９７７９９１号明細書 米国特許第６５２９５７９号明細書 特許第５２１６５０６号公報 特開平１０−１０６４６２号公報

上記回転陽極型Ｘ線管装置は、真空外囲器の径小部が形成されているために、陰極を陽極ターゲットから離して配置する。また、この回転陽極型Ｘ線管装置は、径小部が形成されているために、電位分布が変化してしまい電子ビームが集束しにくくなる。その結果、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みや、陰極の電子放出量の低下などが発生し得る。

したがって、本発明の実施形態が解決しようとする課題は、真空外囲器に径小部を形成することなく陰極から陽極ターゲットへ向かう電子ビームの電子軌道及び／又は形状を磁気的に変化させることができ、且つＸ線焦点の拡大、ぼけ、歪みや、陰極の電子放出量の低下などの発生を低減できる回転陽極型Ｘ線管装置を提供することである。

本発明の実施形態に係るＸ線管装置は、電子軌道方向に電子を射出する陰極と、陰極に対向して設けられ、陰極から射出される電子が衝撃することによってＸ線を発生するターゲット面を備える陽極ターゲットと、陰極と陽極ターゲットとを収容し、内部が真空気密に密閉され、陰極の周囲を囲むように外側から窪まされた少なくとも１つの窪み部を形成される真空外囲器と、直流電源より直流電流を供給され、真空外囲器の外側に配置され、中心に陰極が位置するように窪み部に収納される４極子で構成される４極子磁場発生部と、を備える。

図１は、第１の実施形態のＸ線管装置の一例を示す断面図である。 図２Ａは、第１の実施形態のＸ線管の概要を示す断面図である。 図２Ｂは、図２ＡのＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った断面図である。 図２Ｃは、図２ＢのＩＩＢ１−ＩＩＢ１に沿った断面図である。 図２Ｄは、図２ＢのＩＩＢ２−ＩＩＢ２に沿った断面図である。 図２Ｅは、図２ＤのＩＩＤ−ＩＩＤに沿った断面図である。 図３は、第１の実施形態の４極子磁場発生部の原理を示す断面図である。 図４は、第１の実施形態の変形例のＸ線管の概要を示す断面図である。 図５は、第２の実施形態のＸ線管の概要を示す断面図である。 図６Ａは、図５のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６Ｂは、図６ＡのＶＩＡ−ＶＩＡ線に沿った断面図である。 図７は、第２の実施形態の４極子磁場発生部の原理を示す断面図である。 図８は、第２の実施形態の変形例１のＸ線管の概要を示す断面図である。 図９は、第２の実施形態の変形例１の４極子磁場発生部の原理を断面図である。 図１０は、第２の実施形態の変形例２のＸ線管の概要を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら実施形態に係るＸ線管装置について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態のＸ線管装置１０の一例を示す断面図である。
図１に示すように、第１の実施形態のＸ線管装置１０は、大別すると、ステータコイル８と、ハウジング２０と、Ｘ線管３０と、高電圧絶縁部材３９と、４極子磁場発生部６０と、リセプタクル３０１、３０２と、Ｘ線遮蔽部５１０、５２０、５３０、５４０とを備えている。例えば、Ｘ線管装置１０は、回転陽極側Ｘ線管装置である。Ｘ線管３０は、例えば、回転陽極型のＸ線管である。例えば、Ｘ線管３０は、中性点接地型の回転陽極型Ｘ線管である。Ｘ線遮蔽部５１０、５２０、５３０、及び５４０は、それぞれ、鉛で形成されている。

Ｘ線管装置１０において、ハウジング２０の内側とＸ線管３０の外側との間に形成される空間には、冷却液である絶縁油９が充填されている。例えば、Ｘ線管装置１０は、この絶縁油９をハウジング２０とホース（図示せず）で接続された循環冷却システム（冷却器）（図示せず）によって循環させて冷却するように構成されている。この場合、ハウジング２０は、絶縁油９の導入口及び排出口を備えている。循環冷却システムは、例えば、ハウジング２０内の絶縁油９を放熱及び循環させる冷却器と、冷却器をハウジング２０の導入口及び排出口に液密及び気密に連結する導管（ホースなど）とを備えている。冷却器は、循環ポンプ及び熱交換器を有している。循環ポンプは、ハウジング２０側から取り入れた絶縁油９を熱交換器に吐出し、絶縁油９の流れをハウジング２０内に作り出す。熱交換器は、ハウジング２０及び循環ポンプ間に連結され、絶縁油９の熱を外部へ放出する。

以下で、図面を参照してＸ線管装置１０の詳細な構成について説明する。
ハウジング２０は、筒状に形成されたハウジング本体２０ｅと、蓋部（側板）２０ｆ、２０ｇ、２０ｈとを備えている。ハウジング本体２０ｅ、及び蓋部２０ｆ、２０ｇ、２０ｈは、アルミニウムを用いた鋳物で形成される。樹脂材料を使用する場合は、ネジ部など強度を必要をとする箇所や、樹脂の射出成形で成形し難い箇所、またハウジング２０の外部への電磁気ノイズの漏えいを防止する遮蔽層（図示せず）など、部分的に金属を併用してもよい。ここで、ハウジング本体２０ｅの円筒の円の中心を通る中心軸を管軸ＴＡとする。

ハウジング本体２０ｅの開口部には、環状の段差部がハウジング本体２０ｅの肉厚よりも薄肉厚の内周面として形成されている。この段差部の内周に沿って環状の溝部が形成されている。ハウジング本体２０ｅの溝部は、段差部の段差から管軸ＴＡに沿って外側方向へ所定の長さの位置に切削されて形成されている。ここで、所定の長さは、例えば、蓋部２０ｆの厚さとほぼ同等の長さである。ハウジング本体２０ｅの溝部には、Ｃ形止め輪２０ｉが嵌合されている。すなわち、ハウジング本体２０ｅの開口部は、蓋部２０ｆ及びＣ形止め輪２０ｉなどにより液密に閉塞されている。

蓋部２０ｆは、円盤形状で形成されている。蓋部２０ｆは、外周部に沿ってゴム部材ｊ２ａが設けられ、ハウジング本体２０ｅの開口部に形成された段差部に嵌合されている。
ゴム部材２ａは、例えば、Ｏリング状に形成されている。前述のように、ゴム部材２ａは、ハウジング本体２０ｅと蓋部２０ｆとの間に設けられ、これらの間を液密にシールしている。Ｘ線管装置１０の管軸ＴＡに沿った方向において、蓋部２０ｆの周縁部は、ハウジング本体２０ｅの段差部に接触している。

Ｃ形止め輪２０ｉは、固定部材である。Ｃ形止め輪２０ｉは、蓋部２０ｆの管軸ＴＡに沿った方向へ動きを制止するために、前述のようにハウジング本体２０ｅの溝部に嵌合され、蓋部２０ｆを固定する。

蓋部２０ｆの設置されたハウジング本体２０ｅの開口部と反対側の開口部とには、蓋部２０ｇ及び蓋部２０ｈが嵌合されている。すなわち、蓋部２０ｇ及び蓋部２０ｈは、それぞれ、蓋部２０ｆの設置されたハウジング本体２０ｅの端部の反対側の端部で、蓋部２０ｆと平行に、且つ互いに対向して設置されている。蓋部２０ｇは、ハウジング本体２０ｅの内側の所定の位置に嵌合して、液密に設けられている。ハウジング本体２０ｅの蓋部２０ｈが設置されている端部において、蓋部２０ｈの設置位置に隣接する外側の内周部には、環状の溝部が形成されている。蓋部２０ｇ及び蓋部２０ｈの間には、ゴム部材２ｂが伸縮可能に液密を保持するように設置されている。蓋部２０ｈは、ハウジング本体２０ｅにおいて、蓋部２０ｇよりも外側に設けられている。前述の蓋部２０ｈの設置位置近傍に形成される溝部には、Ｃ形止め輪２０ｊが嵌合されている。すなわち、ハウジング本体２０ｅの開口部は、蓋部２０ｇ、蓋部２０ｈ、Ｃ形止め輪２０ｊ及びゴム部材２ｂなどにより液密に閉塞されている。

蓋部２０ｇは、ハウジング本体２０ｅの内周とほぼ同径の円形形状で形成されている。蓋部２０ｇは、絶縁油９を注入及び排出するための開口部２０ｋを備えている。
蓋部２０ｈは、ハウジング本体２０ｅの内周とほぼ同径の円形形状に形成されている。蓋部２０ｈは、雰囲気としての空気が出入りする通気孔２０ｍが形成されている。

Ｃ形止め輪２０ｊは、蓋部２０ｈがゴム部材２ｂの周縁部（シール部）へ圧着されている状態を保持する固定部材である。
ゴム部材２ｂは、ゴムベローズ（ゴム膜）である。ゴム部材２ｂは、円形形状に形成されている。また、ゴム部材２ｂの周縁部（シール部）は、Ｏリング状に形成されている。ゴム部材２ｂは、ハウジング本体２０ｅと蓋部２０ｇと蓋部２０ｈとの間に設けられ、これらの間を液密にシールしている。ゴム部材２ｂは、ハウジング本体２０ｅの端部の内周に沿って設置されている。すなわち、ゴム部材２ｂは、ハウジング内の一部分の空間を分離するように設けられる。本実施形態において、ゴム部材２ｂは、蓋部２０ｇと蓋部２０ｈとで包囲される空間に設置され、この空間を２つに液密に分離する。ここで、蓋部２０ｇ側の空間を第1の空間と称し、蓋部２０ｈ側の空間を第２の空間と称する。第１の空間は、絶縁油９が充填されているハウジング本体２０ｅの内側の空間と開口部２０ｋを介して繋がっている。そのため、第１の空間は、絶縁油９で満たされている。第２の空間は、外部空間と通気孔２０ｍを介して繋がっている。そのため、第２の空間は、空気雰囲気である。

ハウジング本体２０ｅは、一部に貫通する開口部２０ｏが形成されている。開口部２０ｏには、Ｘ線放射窓２０ｗ及びＸ線遮蔽部５４０が設置されている。開口部２０ｏは、これらＸ線放射窓２０ｗ及びＸ線遮蔽部５４０によって液密に閉塞されている。詳細には後述するが、Ｘ線遮蔽部５２０及び５４０は、開口部２０ｏにおけるハウジング２０の外部へのＸ線放射を遮蔽するために設置されている。

Ｘ線放射窓２０ｗは、Ｘ線を透過する部材で形成されている。例えば、Ｘ線放射窓２０ｗは、Ｘ線を透過する金属で形成されている。
Ｘ線遮蔽部５１０、５２０、５３０、及び５４０は、少なくとも鉛を含むＸ線不透過材で形成されていればよく、鉛合金等で形成されていてもよい。

Ｘ線遮蔽部５１０は、蓋部２０ｇの内側の面に設けられている。Ｘ線遮蔽部５１０は、Ｘ線管３０から放射されるＸ線を遮蔽するものである。Ｘ線遮蔽部５１０は、第１の遮蔽部５１１及び第２の遮蔽部５１２を備えている。第１の遮蔽部５１１は、蓋部２０ｇの内側の面に接合されている。第１の遮蔽部５１１は、蓋部２０ｇの内側の表面全体を覆うように設置される。また、第２の遮蔽部５１２は、一端部が第１の遮蔽部５１１の内側の面に積層され、他端部が開口部２０ｋに対して管軸ＴＡに沿う方向のハウジング本体２０ｅの内側に間隔をあけて配置されるように設置される。すなわち、第２の遮蔽部５１２は、開口部２０ｋを介して絶縁油９が出入り可能なように設置されている。

Ｘ線遮蔽部５２０は、略円筒状に形成されている。Ｘ線遮蔽部５２０は、ハウジング本体２０ｅの内周部の一部に設置されている。Ｘ線遮蔽部５２０の一端部は、第１の遮蔽部５１１に近接している。このため、Ｘ線遮蔽部５１０及びＸ線遮蔽部５２０の間の隙間から出射する虞れのあるＸ線を遮蔽することができる。Ｘ線遮蔽部５２０は、筒状に形成され、管軸に沿って第１の遮蔽部５１１からステータコイル８の付近まで延出している。この実施形態において、Ｘ線遮蔽部５２０は、第１の遮蔽部５１１からステータコイル８の手前まで延出している。Ｘ線遮蔽部５２０は、必要に応じてハウジング２０に固定されている。

Ｘ線遮蔽部５３０は、筒形状に形成され、ハウジング２０内部の後述のリセプタクル３０２の外周に沿って嵌め込まれている。Ｘ線遮蔽部５３０は、円筒の一端部がハウジング本体２０ｅの壁面に接するように設けられる。このとき、Ｘ線遮蔽部５２０には、Ｘ線遮蔽部５３０の一端部を通すための孔が形成されている。Ｘ線遮蔽部５３０は、後述のリセプタクル３０２の外周に必要に応じて固定されている。

Ｘ線遮蔽部５４０は、枠状に形成され、ハウジング２０の開口部２０ｏの側縁に設けられている。Ｘ線遮蔽部５４０は、開口部２０ｏの内壁に沿って設置されている。ハウジング本体２０ｅの内側のＸ線遮蔽部５４０の端部は、Ｘ線遮蔽部５２０に接している。Ｘ線遮蔽部５４０は、必要に応じて開口部２０ｏの側縁に固定されている。

陽極用のリセプタクル３０１及び陰極用のリセプタクル３０２は、それぞれ、ハウジング本体２０ｅに接続されている。リセプタクル３０１、３０２は、それぞれ、開口部を備える有底の筒状に形成されている。リセプタクル３０１、３０２は、それぞれ、底部がハウジング２０の内部に設置され、且つ開口部が外側に向かって開口している。例えば、リセプタクル３０１、３０２は、相互に、ハウジング本体２０ｅにおいて所定の間隔を空けて設置され、且つ開口部が同じ方向を向いて設置されている。

リセプタクル３０１及びリセプタクル３０１に挿入されるプラグ（図示せず）は、非面圧式であり、着脱可能に形成されている。プラグをリセプタクル３０１に連結した状態で、プラグから端子２０１に高電圧（例えば、＋７０〜＋８０ｋＶ）が供給される。

リセプタクル３０１は、ハウジング２０において蓋部２０ｆ側で、且つ蓋部２０ｆよりも内側に設置されている。リセプタクル３０１は、電気絶縁部材としてのハウジング３２１と、高電圧供給端子としての端子２０１とを有している。

ハウジング３２１は、絶縁性の材料として、例えば、樹脂で形成されている。ハウジング３２１は、プラグ差込口が外側に開口する有底の円筒形状に形成されている。ハウジング３２１は、底部に端子２０１を備えている。ハウジング３２１は、開口側の端部において、外面に環状の突出部が形成されている。このハウジング３２１の突出部は、ハウジング本体２０ｅの突出部の端部に形成された段差である段差部２０ｅａに嵌合するように形成される。端子２０１は、ハウジング３２１の底部に液密に取り付けられ、上記底部を貫通している。端子２０１は、絶縁被覆配線を介して後述する高電圧供給端子４４と接続されている。

また、ハウジング３２１の突出部とハウジング本体２０ｅとの間には、ゴム部材２ｆが設けられている。ゴム部材２ｆは、ハウジング３２１の突出部と段差部２０ｅａの段差部分との間に設置され、ハウジング３２１の突出部とハウジング本体２０ｅとの間を液密にシールしている。この実施形態において、ゴム部材２ｆは、Ｏリングで形成されている。ゴム部材２ｆは、ハウジング２０外部への絶縁油９の漏れを防止する。ゴム部材２ｆは、例えば、硫黄加硫ゴムで形成されている。

ハウジング３２１は、リングナット３１１によって固定されている。リングナット３１１は、外周部にネジ溝が形成されている。例えば、リングナット３１１の外周部が雄ネジに加工され、段差部２０ｅａの内周部が雌ネジに加工されている。したがって、リングナット３１１が螺合されることによって、ハウジング３２１の突出部は、ゴム部材２ｆを介して段差部２０ｅａに押し付けられる。その結果、ハウジング３２１は、ハウジング本体２０ｅに固定される。

リセプタクル３０２は、ハウジング２０において蓋部２０ｇ側で、且つ蓋部２０ｇよりも内側に設置されている。リセプタクル３０２は、リセプタクル３０１とほぼ同等に形成されている。リセプタクル３０２は、電気絶縁部材としてのハウジング３２２と、高電圧供給端子としての端子２０２とを有している。

ハウジング３２２は、絶縁性の材料として、例えば、樹脂で形成されている。ハウジング３２２は、プラグ差込口が外側に開口する有底の円筒形状に形成されている。ハウジング３２２は、底部に端子２０１を備えている。ハウジング３２２は、開口側の端部において、外面に環状の突出部が形成されている。このハウジング３２２の突出部は、ハウジング本体２０ｅの突出部の端部に形成された段差である段差部２０ｅｂに嵌合するように形成される。端子２０２は、ハウジング３２１の底部に液密に取り付けられ、上記底部を貫通している。端子２０２は、絶縁被覆配線を介して後述する高電圧供給端子５４と接続されている。

また、ハウジング３２２の突出部とハウジング本体２０ｅとの間には、ゴム部材２ｇが設けられている。ゴム部材２ｇは、ハウジング３２２の突出部と段差部２０ｅｂの段差部分との間に設置され、ハウジング３２１の突出部とハウジング本体２０ｅとの間を液密にシールしている。この実施形態において、ゴム部材２ｇは、Ｏリングで形成されている。ゴム部材２ｇは、ハウジング２０外部への絶縁油９の漏れを防止する。ゴム部材２ｇは、例えば、硫黄加硫ゴムで形成されている。

ハウジング３２２は、リングナット３１２によって固定されている。リングナット３１２は、外周部にネジ溝が形成されている。例えば、リングナット３１２の外周部が雄ネジに加工され、段差部２０ｅｂの内周部が雌ネジに加工されている。したがって、リングナット３１２が螺合されることによって、ハウジング３２２の突出部は、ゴム部材２ｇを介して段差部２０ｅｂに押し付けられる。その結果、ハウジング３２２は、ハウジング本体２０ｅに固定される。

図２Ａは、Ｘ線管３０の概要を示す断面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った断面図であり、図２Ｃは、図２ＢのＩＩＢ１−ＩＩＢ１に沿った断面図であり、図２Ｄは、図２ＢのＩＩＢ２−ＩＩＢ２に沿った断面図であり、図２Ｅは、図２ＤのＩＩＤ−ＩＩＤに沿った断面図である。図２Ｂにおいて、管軸ＴＡに直交する直線を直線Ｌ１とし、管軸ＴＡ及び直線Ｌ１に直交する直線を直線Ｌ２とする。

Ｘ線管３０は、固定軸１１と、回転体１２と、軸受け１３と、ロータ１４と、真空外囲器３１と、真空容器３２と、陽極ターゲット３５と、陰極３６と、高電圧供給端子４４と、高電圧供給端子５４と、ＫＯＶ部材５５と、を備えている。図２Ｂにおいて、陰極３６の中心、または電子ビームの射出方向に沿った直線に直交し、且つ直線Ｌ２に平行な直線を直線Ｌ３とする。

固定軸１１は、円柱状に形成されている。固定軸１１は、軸受け１３を介して回転体１２を回転可能に支持する。固定軸１１は、一方の端部に真空外囲器３１に気密に取り付けられている突出部を備える。固定軸１１は、突出部が高電圧絶縁部材３９に固定されている。このとき、固定軸１１の突出部の先端部は、高電圧絶縁部材３９を貫通している。固定軸１１の突出部は、この先端部に高電圧供給端子４４が電気的に接続されている。

回転体１２は、有底の筒状に形成されている。回転体１２は、内部に固定軸１１が挿入され、この固定軸１１と同軸で設置されている。回転体１２は、底部側の先端部で後述する陽極ターゲット３５と接続され、陽極ターゲット３５とともに回転可能に設けられている。
軸受け１３は、回転体の内周部及び固定軸１１の外周部の間に設置されている。
ロータ１４は、円筒状に形成されたステータコイル８の内側に配置されるように設けられている。
高電圧供給端子４４は、固定軸１１、軸受け１３及び回転体１２を介して陽極ターゲット３５に相対的に正の電圧を印加する。高電圧供給端子４４は、リセプタクル３０１に接続され、図示しないプラグ等の高電圧供給源がリセプタクル３０１に接続された場合に電流を供給される。高電圧供給端子４４は、金属端子である。

陽極ターゲット３５は、円盤状に形成されている。陽極ターゲット３５は、回転体１２の底部側の先端部に回転体１２と同軸に接続されている。例えば、回転体１２及び陽極ターゲット３５は、中心軸が管軸ＴＡに沿って設置される。すなわち、回転体１２及び陽極ターゲット３５の軸線は、管軸ＴＡと平行である。この場合、回転体１２及び陽極ターゲット３５は、管軸ＴＡを中心に回転自在に設けられている。

陽極ターゲット３５は、この陽極ターゲットの外面の一部に設けられた傘状のターゲット層３５ａを備えている。ターゲット層３５ａは、陰極３６から射出される電子が衝撃することによってＸ線を放出する。陽極ターゲット３５の外側面や、陽極ターゲット３５のターゲット層３５ａと反対側の表面には、黒色化処理が施されている。陽極ターゲット３５は、非磁性体且つ電気伝導度（電気伝導性）が高い部材で形成されている。例えば、陽極ターゲット３５は、銅、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、非磁性ステンレス鋼等で形成されている。なお、陽極ターゲット３５は、少なくとも表面部分が高い電気伝導度且つ非磁性体の金属部材で形成されていればよい。したがって、例えば、陽極ターゲット３５は、全体部分が高い電気伝導度、且つ非磁性体の金属部材で形成されていてもよい。または、陽極ターゲット３５は、表面部分を非磁性体、且つ電気伝導度が高い金属部材で形成された被覆部材で被覆されていてもよい。

陰極３６は、電子（電子ビーム）を射出するフィラメント（電子発生源）を含む。陰極３６は、ターゲット層３５ａに対向する位置に設けられている。陰極３６は、陽極ターゲット３５に電子を射出する。例えば、陰極３６は、円柱状に形成され、その円の中心に設けられるフィラメントから陽極ターゲット３５の表面に電子を射出する。このとき、陰極３６の中心を通る直線は、管軸ＴＡと平行である。以下で、陰極３６から射出される電子の方向とその軌道を“電子軌道”と記載する場合もある。陰極３６には相対的に負の電圧が印加される。陰極３６は、後述する陰極支持部（陰極支持体、陰極支持部材）３７に取り付けられ、陰極支持部３７の内部を通る高電圧供給端子５４と接続されている。なお、陰極３６を電子発生源と称する場合もある。また、陰極３６において、電子ビームの射出位置は、中心と一致するものとする。以下で、陰極３６の中心は、中心を通る直線を含む意味で用いる場合もある。

また、陰極３６は、外周全体を覆う非磁性体カバーを備えている。この非磁性体カバーは、陰極３６の周囲を囲むように円筒状に設けられている。非磁性体カバーは、例えば、銅、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、非磁性ステンレス鋼のいずれか、またはこれらのいずれかを主成分とする金属材料などの非磁性金属部材で形成されている。好適には、非磁性体カバーは、電気伝導度が高い部材で形成される。非磁性体カバーは、交流磁界内に配置された場合に、電気伝導度が低い場合よりも高い場合の方がより強力に渦電流に基づく反対向きの交流磁界の作用による磁力線に歪みを生じさせることができる。このように磁力線が歪められることによって、陰極３６の周囲に沿って磁力線が流れるようになり、陰極３６の表面近くの磁界（交流磁界）が強められる。その結果、陰極３６は、後述する４極子磁場発生部６０の電子に対する偏向力を高めることできる。なお、陰極３６は、少なくとも表面部分が高い電気伝導度且つ非磁性体の金属部材で形成されていればよい。したがって、例えば、陰極３６は、全体部分が高い電気伝導度、且つ非磁性体の金属部材で形成されていてもよい。

さらに、陰極３６は、外周部を取り囲む非磁性体カバーを備えるとしたが、一体構造で全て非磁性体又は電気伝導度の高い非磁性体の金属から構成されていてもよい。

陰極支持部３７は、一端部に陰極３６を備え、他端部にはＫＯＶ部材５５を備えている。また、陰極支持部３７は、内部に高電圧供給端子５４を備えている。図２Ａに示すように、陰極支持部３７は、管軸ＴＡ周辺に設けられたＫＯＶ部材５５から陽極ターゲット３５の外周近傍まで延長するように設置されている。また、陰極支持部３７は、陽極ターゲット３５に略平行に所定の間隔を空けて設置されている。このとき、陰極支持部３７は、陽極ターゲット３５の外周側の端部に陰極３６を備えている。なお、陰極支持部３７は、非磁性体カバーで周囲を覆われていてもよいし、または、少なくとも表面部分が高い電気伝導度且つ非磁性体の金属部材で形成されていてもよい。

ＫＯＶ部材５５は、低膨張合金で形成されている。ＫＯＶ部材５５は、一端部が陰極支持部３７にろう付けによって接合され、他端部が高電圧絶縁部材５０にろう付けによって接合されている。ＫＯＶ部材５５は、後述する真空外囲器３１内で高電圧供給端子５４を覆っている。

高電圧供給端子５４及びＫＯＶ部材５５は、高電圧絶縁部材５０にろう付けによって接合されている。高電圧供給端子５４は、後述する真空容器３２を貫通して、真空外囲器３１の内部に挿入されている。このとき、高電圧供給端子５４は、挿入部が真空気密に密閉されて真空外囲器３１の内部に挿入されている。

高電圧供給端子５４は、陰極支持部３７の内部を通って陰極３６に接続されている。高電圧供給端子５４は、陰極３６に相対的に負の電圧を印加するとともに陰極３６の図示しないフィラメント（電子放出源）にフィラメント電流を供給する。高電圧供給端子５４は、リセプタクル３０２に接続され、図示しないプラグ等の高電圧供給源がリセプタクル３０２に接続された場合に電流を供給される。高電圧供給端子５４は、金属端子である。

真空外囲器３１は、真空雰囲気（真空気密）に密閉され、内部に固定軸１１、回転体１２、軸受け１３と、ロータ１４と、真空容器３２と、陽極ターゲット３５と、陰極３６と、高電圧供給端子５４と、ＫＯＶ部材５５と、を収納する。

真空容器３２は、真空気密にＸ線透過窓３８を備えている。Ｘ線透過窓３８は、陰極３６と陽極ターゲット３５との間の領域に対向する真空外囲器３１（真空容器３２）の壁部に設けられている。Ｘ線透過窓３８は、例えば、ベリリウム、又はチタン、ステンレス及びアルミニウム等の金属で形成され、Ｘ線放射窓２０ｗに対向する部分に設けられている。例えば、真空容器３２は、Ｘ線を透過する部材としてのベリリウムで形成されたＸ線透過窓３８で気密に閉塞されている。真空外囲器３１は、高電圧供給端子４４側から陽極ターゲット３５周囲まで高電圧絶縁部材３９が配置されている。高電圧絶縁部材３９は、電気絶縁性の樹脂で形成されている。

真空外囲器３１（真空容器３２）は、後述する４極子磁場発生部６０の先端部を収納するための窪み部を備えている。図２Ｂに示すように、本実施形態において、真空外囲器３１（真空容器３２）は、複数の窪み部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および３２ｄを備える。窪み部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および３２ｄは、それぞれ、真空外囲器３１（真空容器３２）の一部に形成されている。すなわち、窪み部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、および３２ｄは、その窪みを包囲する真空外囲器３１（真空容器３２）の一部である。例えば、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、陰極３６を電子ビームの射出の方向に対して垂直な方向に包囲するように外部から真空外囲器３１（真空容器３２）が窪まされて形成される。すなわち、真空外囲器３１（真空容器３２）の内部から観測した場合には、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、陰極３６の電子ビームの射出方向に平行に突出するように形成されている。たとえば、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、例えば、陰極３６の周囲で同一の角度間隔で配置されている。この場合、窪み部３２ｂは、陰極３６の中心周りで窪み部３２ａに対して９０°回転方向に形成されている。同様に、窪み部３２ｄは、陰極３６の中心周りで窪み部３２ｂに対して９０°回転方向に形成され、窪み部３２ｃは、陰極３６の中心周りで窪み部３２ｄに対して９０°回転方向に形成される。

例えば、図２Ｂに示すように、窪み部３２ａは、直線Ｌ３及び直線Ｌ１から陰極３６の中心周りで回転方向に４５°の位置に設置され、窪み部３２ｂは、窪み部３２ａから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設定され、窪み部３２ｄは、窪み部３２ｂから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設置され、窪み部３２ｃは、窪み部３２ｄから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設置されている。すなわち、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、正方形の頂点の位置に配置されているように設置される。

また、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、それぞれ、放電等を防止するために陽極ターゲット３５の表面に近接し過ぎないように形成される。例えば、窪み部３２ａは、管軸ＴＡに沿った方向で、陽極ターゲット３５の表面に対向する陰極３６の表面よりも陽極ターゲット３５の表面から離れた位置まで窪まされて形成される。または、窪み部３２ａは、管軸ＴＡに沿った方向で、陰極３６の表面よりも僅かに陽極ターゲット３５の表面に近い位置までに窪まされて形成される。窪み部３２ａ乃至３２ｄにおいて、放電等を防止するために陽極ターゲット３５のターゲット表面から離すために、陽極ターゲット３５側に突出する角部は、それぞれ、曲面、又は傾斜するように形成されている。例えば、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、窪み部３２ａ乃至３２ｄの角部は、それぞれ、曲面状に形成されている。なお、窪み部３２ａ乃至３２ｄの角部は、それぞれ、後述する磁極６８（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄ）の傾斜角度に沿った傾斜角度で形成されていてもよい。なお、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、陽極ターゲット３５側に突出する角部は、傾斜及び径を有するように形成されていなくともよい。

なお、窪み部は、陰極３６の電子ビームの射出方向に沿った軸に対して垂直方向で、且つ当該軸の周囲に同一の角度の後述する複数の磁極を設置できれば、複数形成されていなくともよい。たとえば、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、一体に形成されていてもよい。また、窪み部３２ａ及び３２ｂと窪み部３２ｃ及び３２ｄとが、それぞれ、一体となって形成されていてもよい。

また、真空外囲器３１は、陽極ターゲット３５から反射される反跳電子を捕獲する。そのため、真空外囲器３１は、反跳電子の衝撃を受けて温度が上昇し易く、通常、銅などの熱伝導度が高い部材で形成される。真空外囲器３１は、交流磁界の影響を受ける場合には、反磁界を発生しない部材で構成されることが望ましい。例えば、真空外囲器３１は、非磁性体の金属部材で形成される。好適には、真空外囲器３１は、交流電流によって過電流を発生させないために非磁性体の高電気抵抗部材で形成される。非磁性体の高電気抵抗部材は、例えば、非磁性ステンレス鋼、インコネル、インコネルＸ、チタン、導電性セラミクス、表面を金属薄膜でコーティングした非導電性セラミクスなどである。さらに好適には、真空外囲器３１において、窪み部３２ａ乃至３２ｄは、非磁性体の高電気抵抗部材で形成され、窪み部３２ａ乃至３２ｄ以外の部分は、銅などの熱伝導度が高い非磁性部材で形成される。

高電圧絶縁部材３９は、一端が円錐形をし、他端が閉塞した環状に形成されている。高電圧絶縁部材３９は、ハウジング２０に、直接又は後述のステータコイル８などを介して間接的に固定されている。高電圧絶縁部材３９は、固定軸１１と、ハウジング２０及びステータコイル８との間を電気的に絶縁する。そのため、高電圧絶縁部材３９は、ステータコイル８と固定軸１１との間に設置されている。すなわち、高電圧絶縁部材３９は、Ｘ線管３０の固定軸１１の突出部側のＸ線管３０（真空容器３２）を内側に収納するように設置される。

図１に戻って、ステータコイル８は、複数個所でハウジング２０に固定されている。ステータコイル８は、ロータ１４及び高電圧絶縁部材３９の外周部を包囲するように設置されている。ステータコイル８は、ロータ１４、回転体１２及び陽極ターゲット３５を回転させる。ステータコイル８に所定の電流が供給されることでロータ１４に与える磁界を発生するため、陽極ターゲット３５などを所定の速度で回転させる。すなわち、回転駆動装置であるステータコイル８に電流を供給することによって、ロータ１４が回転し、ロータ１４の回転に従って陽極ターゲット３５が回転する。

絶縁油９は、ハウジング２０の内部で、ゴムベローズ２ｂ、ハウジング本体２０ｅ、蓋部２０ｆ、リセプタクル３０１及びリセプタクル３０２で包囲される空間に充填されている。絶縁油９は、Ｘ線管３０が発生する熱の少なくとも一部を吸収するものである。

図２Ａ乃至図２Ｄに戻って、４極子磁場発生部６０について説明する。
図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、４極子磁場発生部６０は、カバー６２（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、および６２ｄ）と、コイル６４（６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄ）と、ヨーク６６（６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄ）と、磁極６８（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄ）とを備えている。

４極子磁場発生部６０は、４つの磁極が隣り合う磁極が異極性となるように接近して並べられている４極子（または４重極）で形成されている。隣り合う２つの磁極を１つの双極子、残りの２つの磁極をもう１つの双極子と見た場合、これら２つの双極子が発生する磁場は互いに逆向きとなる。したがって、４極子磁場発生部６０は、発生させる磁界によって電子ビームの幅及び高さ等の形状に作用する。電子ビームの「幅」および「高さ」は、それぞれ、Ｘ線管３０の空間的配置に関係せず、電子ビームの射出方向に従う直線に対して垂直な方向の長さであり、且つ互いに直交する方向の長さである。本実施形態において、４極子磁場発生部６０は、４つの磁極６８が正方形状に配置されている。詳細は後述するが、４極子磁場発生部６０は、ヨーク６６の本体部から突出する突出部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄの各々の先端に磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄが設けられている。

カバー６２は、容器であり、コイル６４及びヨーク６６の一部を収納する。本実施形態において、カバー６２は、複数のカバー６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、および６２ｄを備えている。
コイル６４は、４極子磁場発生部６０のための電源（図示せず）から電流を供給され、磁場を発生する。本実施形態において、コイル６４は、電源（図示せず）から直流電流が供給されている。コイル６４は、複数のコイル６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄを備えている。コイル６４ａ乃至６４ｄは、それぞれ、後述するヨーク６６の突出部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄの一部の周囲に巻かれている。

ヨーク６６は、本体部から突出する突出部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄを備えている。突出部６６ａ乃至６６ｄは、それぞれ、電子ビームの射出方向または陰極３６の中心に従う軸に平行な方向に突出して設けられる。突出部６６ａ乃至６６ｄは、それぞれ同一の方向に向かって突出し、互いに平行である。また、突出部６６ａ乃至６６ｄは、同一の長さ及び形状で形成される。図２Ｅに示すように、例えば、ヨーク６６は、陰極３６と同軸に設置されている。また、ヨーク６６は、本体部が中空の多角形状または中空円筒状に形成されている。本実施形態において、ヨーク６６は、４つの突出部６６ａ乃至６６ｄの各々が窪み部３２ａ乃至３２ｄに収納されるように設置される。このとき、ヨーク６６は、４つの突出部６６ａ乃至６６ｄで陰極３６を包囲するように配置されている。また、４つの突出部は、一部の周囲にコイル６４が巻かれ、このコイル６４が巻かれている部分がカバー６２で包囲されている。

詳細には、ヨーク６６の突出部６６ａは、一部の周囲にコイル６４ａが巻かれ、このコイル６４ａが巻かれている部分がカバー６２ａに収納されている。同様に、突出部６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄは、それぞれ、一部の周囲にコイル６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄが巻かれ、このコイル６４ｂ、６４ｃ、および６４ｄが巻かれている部分がカバー６２ｂ、６２ｃ、および６２ｄで包囲されている。なお、カバー６２ａ乃至６２ｄは、設けられていなくともよい。

ヨーク６６は、軟磁性体、且つ交流磁界によって渦電流が発生し難い高電気抵抗体で形成される。例えば、Ｆｅ−Ｓｉ合金（珪素鋼）、Ｆｅ−Ａｌ合金、電磁ステンレス鋼、パーマロイなどのＦｅ−Ｎｉ高透磁率合金、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金などからなる薄板を電気絶縁膜で挟んで積層させた積層体や、これら材料からなる線材を電気絶縁膜で覆ってから束にして固めた集合体等で形成されている。または、ヨーク６６は、前述のこれら材料を１μｍ程度の微細な粉末にしてその表面を電気絶縁膜で覆ってから圧縮成形により形成した成形体等で形成されてもよい。さらに、ヨーク６６は、ソフトフェライト等で形成されていてもよい。

磁極６８は、複数の磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄを備える。磁極６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、および６８ｄは、それぞれ、ヨーク６６の突出部６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、および６６ｄの先端部に設けられている。磁極６８ａ乃至６８ｄは、陰極３６を周囲で包囲する配置されている。すなわち、４極子磁場発生部６０において、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陰極３６に含まれるフィラメントから射出される電子の射出方向に対して垂直な方向の位置で均等に配置されている。

例えば、前述の窪み部３２ａ乃至３２ｄと同様に、図２Ｂに示すように、磁極６８ａは、直線Ｌ１から陰極３６の中心周りで回転方向に（反時計まわりに）４５°の位置に設置され、磁極６８ｂは、磁極６８ａから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設定され、磁極６８ｄは、磁極６８ｂから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設置され、磁極６８ｃは、磁極６８ｄから陰極３６の中心周りで回転方向に９０°回転した位置に設置されている。すなわち、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、正方形の頂点の位置に配置されているように設置される。

好適には、磁束密度を高めるために、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陰極３６に含まれるフィラメントから射出される電子の射出方向（電子軌道）に近づけて設置される。すなわち、磁極６８ａは、窪み部３２ａの角部近傍に配置される。同様に、磁極６８ｂ乃至６８ｄは、それぞれ、窪み部３２ｂ乃至３２ｄの角部近傍に配置されている。

磁極６８ａ乃至６８ｄは、互いに略同形状で形成されている。磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、互いに対となる２つ双磁極子を含んでいる。例えば、磁極６８ａおよび磁極６８ｂが、双極子（磁極対６８ａ、６８ｂ）であり、磁極６８ｃおよび磁極６８ｄが、双極子（磁極対６８ｃ、６８ｄ）である。このときコイル６４を介して磁極６８に直流電流が供給された場合、磁極対６８ａ、６８ｂと磁極対６８ｃ、６８ｄとは、互いに逆向きの直流磁場を形成する。磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陽極ターゲット３５に近づき過ぎず、且つ磁束密度を高めるために陰極３６から射出される電子ビームの形状を変形させるために、陰極３６の電子の射出方向に対して表面（端面）を向けて設置されている。すなわち、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、電子の射出方向に沿う直線上に向かうように所定の傾斜を持って表面が形成されている。

例えば、陰極３６の電子ビームの射出方向が管軸ＴＡに平行な方向である場合に、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、互いに電子の射出方向に対して同じ角度の傾斜で形成されている。図２Ｃに示すように、管軸ＴＡに平行な電子の射出方向に従う直線（図面の管軸ＴＡ）から磁極６８ａの表面までの角度をγ１とし、同様に電子の射出方向から磁極６８ｄの表面までの角度をγ４とする。図２Ｄに示すように、管軸ＴＡに平行な電子の射出方向に従う直線（図面の管軸ＴＡ）から磁極６８ｂの表面までの角度をγ２とし、同様に電子の射出方向から磁極６８ｃの表面までの角度をγ３とする。したがって、例えば、磁極６８ａ乃至６８ｄが同じ傾斜角度で設置されている場合、γ１＝γ２＝γ３＝γ４となる。このとき、磁極６８ａ乃至６８ｄの電子の射出方向に対する傾斜角度γ（γ１、γ２、γ３、およびγ４）は、０°＜γ＜９０°の範囲で設定される。このとき、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、傾斜角度γが０°＜γ＜９０°の範囲で形成される。例えば、磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜角度が同一（γ１＝γ２＝γ３＝γ４）である場合、磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜角度γ１、γ２、γ３、およびγ４は、それぞれ、３０°≦γ≦６０°の範囲で形成される。さらに、磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜角度γ１、γ２、γ３、およびγ４は、それぞれ、電子の射出方向に対して４５°になるように形成されてもよい。

図面を参照して本実施形態の４極子磁場発生部の原理について以下で説明する。
図３は、本実施形態の４極子磁場発生部の原理を示す図である。図３において、Ｘ方向およびＹ方向は、電子ビームの射出する方向に垂直な方向であり、且つ互いに直交する。また、Ｘ方向は、磁極６８ｄ（磁極６８ｃ）側から磁極６８ｂ（磁極６８ａ）側へ向かう方向であり、Ｙ方向は、磁極６８ｄ（磁極６８ｂ）側から磁極６８ｃ（磁極６８ａ）側へ向かう方向である。

図３において、電子ビームＢＭ１が図面の奥側から手前に向かって進行しているものとする。電子ビームＢＭ１は、円形状に射出されるものとする。また、図３において、磁極６８ａは、Ｎ極磁場を発生し、磁極６８ｂは、Ｓ極磁場を発生し、磁極６８ｄは、Ｎ極磁場を発生し、磁極６８ｃは、Ｓ極磁場を発生している。このような場合、磁極６８ａから磁極６８ｃおよび磁極６８ｂに向かう磁場と、磁極６８ｄから磁極６８ｃおよび磁極６８ｂに向かう磁場とが形成される。電子ビームＢＭ１は、磁極６８ａ乃至６８ｄで包囲される空間の中心を通るとすると、生成された磁場のローレンツ力によってＸ方向で互いに向かい合う方向に変形させられ、Ｙ方向で互いに離れる方向に変形させられる。その結果、図３に示すように、電子ビームＢＭ１は、Ｙ方向に沿う長軸とＸ方向に沿う短軸とを備える楕円形状に形成される。

本実施形態では、Ｘ線管装置１が駆動された場合に、陰極３６に含まれるフィラメントから陽極ターゲット３５の電子の焦点に向けて電子が射出される。ここで、電子が射出される方向は、陰極３６の中心を通る直線に沿っているものとする。また、図２Ｃ及び図２Ｄに示される４極子磁場発生部６０の磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜γ１乃至γ４は、互いに同一である。４極子磁場発生部６０は、コイル６４に図示しない電源から直流電流が供給される。電源から直流電流が供給されると、４極子磁場発生部６０は、４極子である磁極６８ａ乃至６８ｄの間に磁界（磁場）を発生させる。陰極３６から射出される電子ビームは、管軸ＴＡに沿って陰極３６と陽極ターゲット３５との間に生成される磁界を横切るように陽極ターゲット３５へ衝撃する。このとき、電子ビームは、４極子磁場発生部６０によって生成された磁場によってビーム形状が形成（集束）される。本実施形態において、例えば、図３に示すように、４極子磁場発生部６０は、円形状に射出される電子ビームをＹ方向に細長い楕円形状に変形（集束）させる。この場合、４極子磁場発生部６０は、電子ビームを見かけ上の焦点は小さく、実際に陽極ターゲット３５面上に衝撃する焦点は広くすることができる。その結果、ターゲット３５に対する熱的負荷が軽減される。

本実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、窪み部３２ａ乃至３２ｄを備えるＸ線管３０と、Ｘ線管３０で射出される電子ビームを形成する４極子磁場発生部６０とを備えている。４極子磁場発生部６０は、電源からコイル６４に直流電流が供給されることによって磁極６８ａ乃至６８ｄの間に磁界を生じさせる。４極子磁場発生部６０は、磁極６８ａ乃至６８ｄによって生成する磁場によって陰極３６から射出される電子ビームを変形できる。その結果、本実施形態のＸ線管装置１は、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みや、陰極３６の電子放出量の低下などの発生を低減することができる。

なお、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、ヨーク６６の突出部６６ａ乃至６６ｄの先端を斜めに形成した形状でもよい。例えば、図４に示すように、磁極６８ｂ及び磁極６８ｃは、それぞれ、電子ビームの射出方向に従う直線の方向に表面が向くように突出部６６ｂ及び突出部６６ｃの先端部で斜めに形成されている。この場合、磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、これらの磁極６８ａ乃至６８ｄの表面が向かう方向に沿った中心から延出する垂線が一点で交わるように設置されていてもよい。

次に他の実施形態に係るＸ線管装置について説明する。他の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
（第２の実施形態）
第２の実施形態のＸ線管装置１は、第１の実施形態の構成に加えて、さらに電子ビームを偏向するためのコイルを備えている。
図５は、第２の実施形態のＸ線管装置の概要を示す図であり、図６Ａは、図５のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり、図６Ｂは、図６ＡのＶＩＡ−ＶＩＡ線に沿った断面図である。

図５に示すように、第２の実施形態の４極子磁場発生部６０は、さらに偏向コイル部６９ａ、６９ｂを備えている。

本実施形態の４極子磁場発生部６０は、向かい合う２つの双極子が発生する磁場が互いに同じ向きとなるような双極子交流磁場を発生する。例えば、４極子磁場発生部６０は、対となる磁極６８ａ及び磁極６８ｃと対となる磁極６８ｂ及び磁極６８ｄとを備えている。磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとは、それぞれ、双極子として磁場を形成する。図６Ａに示すように、磁極対６８ａ、６８ｃは、両方の間に磁場（交流磁場ＭＧ１）を形成する。

４極子磁場発生部６０は、交流電流が供給されることによって双極子の間に生成される交流磁場により電子の軌道を間欠的または連続的に偏向することができる。陰極３６から射出される電子ビームが衝撃する焦点が間欠的または連続的に移動するように、４極子磁場発生部６０は、電源（図示せず）から後述する偏向コイル部６９ａ、６９ｂの各々に供給される交流電流が偏向電源制御部（図示せず）によって制御されている。４極子磁場発生部６０は、陰極３６から射出される電子ビームを陽極ターゲット３５の径方向に沿った方向に偏向させることができる。すなわち、４極子磁場発生部６０は、ターゲット３５の面上で電子ビームが衝撃する焦点の位置を移動させることができる。

偏向コイル部６９ａ、６９ｂ（第１の偏向コイル部、第２の偏向コイル部）は、電源（図示せず）から電流が供給され、磁場を発生する電磁コイルである。本実施形態において、偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、それぞれ、電源（図示せず）から交流電源が供給され、交流磁場を生成する。偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、それぞれ、ヨーク６６の本体部の突出部６６ａ乃至６６ｄのいずれかの間に巻回される。図６Ｂに示すように、偏向コイル部６９ａは、突出部６６ａ及び６６ｃの間のヨーク６６の本体部に巻回される。偏向コイル部６９ｂは、突出部６６ｂ及び６６ｄの間のヨーク６６の本体部に巻回される。この場合、磁極対６８ａ、６８ｃは、互いの間に交流磁場を生成し、磁極対６８ｂ、６８ｄは、互いの間に交流磁場を生成する。

偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、陽極ターゲット３５の回転方向であって陰極３６に含まれるフィラメントの幅方向に沿った方向に沿って形成される双極子磁場を発生させる。偏向コイル部６９ａ、６９ｂは、流れる交流電流により、電子ビームの軌道を陽極ターゲット３５の径方向に沿って、間欠的または連続的に偏向移動させることできる。

図面を参照して本実施形態の４極子磁場発生部６０の原理について以下で説明する。
図７は、本実施形態の４極子磁場発生部６０の原理を示す図である。図７において、Ｘ方向およびＹ方向は、電子ビームの射出する方向に垂直な方向であり、且つ互いに直交する。また、Ｘ方向は、磁極６８ｄ（磁極６８ｃ）側から磁極６８ｂ（磁極６８ａ）側へ向かう方向であり、Ｙ方向は、磁極６８ｄ（磁極６８ｂ）側から磁極６８ｃ（磁極６８ａ）側へ向かう方向である。

図７において、電子ビームＢＭ１が図面の奥側から手前に向かって進行しているものとする。また、図７において、磁極６８ａ及び磁極６８ｃは、対となる双極子（磁極対）であり、磁極６８ｂ及び磁極６８ｄは、対となる双極子（磁極対）である。磁極対６８ａ、６８ｃは、Ｘ方向に従う方向に向かう交流磁界を生成し、磁極対６８ｂ、６８ｄは、Ｘ方向に従う交流磁界を生成する。

４極子磁場発生部６０は、偏向コイル部６９ａ、６９ｂに流れる交流電流によってＹ軸方向に電子ビームを間欠的または連続的に偏向移動させることができる。

本実施形態では、Ｘ線管装置１が駆動された場合に、陰極３６に含まれるフィラメントから陽極ターゲット３５の電子の焦点に向けて電子が射出される。ここで、電子が射出される方向は、陰極３６の中心と通る直線に沿っているものとする。また、図２Ｂに示される４極子磁場発生部６０の磁極６８ａ乃至６８ｄの傾斜γ１乃至γ４は、互いに同一である。４極子磁場発生部６０は、図示されない電源から交流電流が供給される。電源から交流電流が供給されると、４極子磁場発生部６０は、双極子である磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとの間に磁界（磁場）を発生させる。本実施形態において、磁極対６８ａ、６８ｃと磁極対６８ｂ、６８ｄとは、それぞれ、陰極３６と陽極ターゲット３５との間に磁界を発生させるように設置されている。すなわち、４極子磁場発生部６０は、陰極３６と陽極ターゲット３５との間に磁界を発生させる。陰極３６から射出される電子は、管軸ＴＡに沿って陰極３６と陽極ターゲット３５との間に生成される磁界を横切るように陽極ターゲット３５へ衝撃する。

４極子磁場発生部６０は、電源（図示せず）から供給される交流電流が偏向電源制御部（図示せず）によって制御されることによって磁界を通る電子ビームを間欠的又は連続的に移動させることができる。偏向電源制御部（図示せず）によって供給される電流を制御することで、４極子磁場発生部６０は、陰極３６から放出される電子（ビーム）を陽極ターゲット３５の径方向に沿った方向に偏向させる。つまり、４極子磁場発生部６０は、偏向電源制御部（図示せず）によって供給される電流を制御することで、陽極ターゲット３５の面上で電子が衝撃する点である焦点の位置を移動させることができる。

４極子磁場発生部６０が交流磁界を発生させている際には、陰極３６の非磁性体カバーは、電気伝導度が高い非磁性体で形成されているために、渦電流に基づいて交流磁界に対して反対向きの磁界を発生させる。同様に、陽極ターゲット３５は、電気伝導度が高い非磁性体で形成されているために、渦電流に基づいて交流磁界に対して反対向きの磁界を発生させる。これらの非磁性体カバー及び陽極ターゲット３５から生じるそれぞれの反対向きの磁界の作用によって交流磁界が歪められる。このように交流磁界が歪められることによって、図６Ａに示すように、例えば、交流磁界ＭＧ１は、陽極ターゲット３５の表面と陰極３６の表面との間で電子の射出方向に略垂直の方向に流れる。また、このように交流磁界ＭＧ１が歪められることによって、陽極ターゲット３５の表面と陰極３６の表面との間の近傍の領域の交流磁界ＭＧ１の強さ（磁束密度）が強められる。その結果、４極子磁場発生部６０は、交流磁界ＭＧ１の磁束密度が強められることによって電子（ビーム）に対する偏向力が強められ、電子（ビーム）を効率的に偏向することができる。

本実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、窪み部３２ａ乃至３２ｄを備えるＸ線管３０と、Ｘ線管３０で射出される電子を偏向する４極子磁場発生部６０とを備えている。４極子磁場発生部６０は、磁極６８ａ乃至６８ｄによって陰極３６と陽極ターゲット３５との間に磁界を生じさせる。磁極６８ａ乃至６８ｄは、それぞれ、陽極ターゲット３５と陰極３６との間で陰極３６から射出される電子ビームを偏向させるために、電子の射出方向に対して所定の傾斜で表面が向けられている。Ｘ線管３０の真空外囲器３１の内部において、陰極３６は、周辺部に電気伝導度の高い非磁性体の金属部材で形成される非磁性体カバーを備えている。また、陽極ターゲット３５も、電気伝導度の高い非磁性体の金属部材で形成されている。したがって、４極子磁場発生部６０に交流電流が提供された場合、４極子磁場発生部６０が発生させる交流磁界の一部が強められる。その結果、４極子磁場発生部６０は、陰極３６から射出される電子を確実に偏向することができる。

また、Ｘ線管装置１は、陽極ターゲット３５と陰極３６との間に小径部を設けていないために陽極ターゲット３５と陰極３６との距離を近づけることができる。その結果、本実施形態のＸ線管装置１は、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みや、陰極３６の電子放出量の低下などの発生を低減することができる。

以下で図面を参照して、本実施形態の変形例について説明する。変形例のＸ線管装置１は、第２の実施形態のＸ線管装置１とほぼ同等の構成であるので、第２の実施形態のＸ線管装置２と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

（変形例１）
第２の実施形態の変形例１のＸ線管装置１は、偏向コイルが第２の実施形態の偏向コイル部６９ａ、６９ｂに対して陰極３６周りに９０°回転した位置に配置されている。

図８は、第２の実施形態の変形例１のＸ線管３０の概要を示す断面図である。
図８に示すように、本実施形態の変形例１の４極子磁場発生部６０は、さらに偏向コイル部６９ｃ、６９ｄを備えている。

偏向コイル部６９ｃ、６９ｄ（第３の偏向コイル部、第４の偏向コイル部）は、電源（図示せず）から電流が供給され、磁場を発生する。本実施形態において、偏向コイル部６９ｃ、６９ｄは、それぞれ、電源（図示せず）から交流電源が供給され、交流磁場を生成する。偏向コイル部６９ｃ、６９ｄは、それぞれ、ヨーク６６の本体部の突出部６６ａ乃至６６ｄのいずれかの間に巻回される。図６Ｂに示すように、偏向コイル部６９ｃは、突出部６６ａ及び６６ｂの間のヨーク６６の本体部に巻回される。偏向コイル部６９ｄは、突出部６６ｃ及び６６ｄの間のヨーク６６の本体部に巻回される。この場合、磁極対６８ａ、６８ｂは、互いの間に交流磁場を生成し、磁極対６８ｃ、６８ｄは、互いの間に交流磁場を生成する。

偏向コイル部６９ｃ、６９ｄは、陽極ターゲット３５の径方向であって陰極３６に含まれるフィラメントの幅方向に対して垂直な長さ方向に沿った方向に沿って形成される双極子磁場を発生させる。偏向コイル部６９ｃ、６９ｄは、流れる交流電流により、電子ビームの軌道を所定の方向に偏向移動させることできる。

図面を参照して本実施形態の４極子磁場発生部６０の原理について以下で説明する。
図９は、本実施形態の変形例１の４極子磁場発生部６０の原理を示す図である。図７において、Ｘ方向およびＹ方向は、電子ビームの射出する方向に垂直な方向であり、且つ互いに直交する。また、Ｘ方向は、磁極６８ｄ（磁極６８ｃ）側から磁極６８ｂ（磁極６８ａ）側へ向かう方向であり、Ｙ方向は、磁極６８ｄ（磁極６８ｂ）側から磁極６８ｃ（磁極６８ａ）側へ向かう方向である。

図９において、電子ビームＢＭ１が図面の奥側から手前側から進行しているものとする。また、図９において、磁極６８ａ及び磁極６８ｂは、対となる双極子（磁極対）であり、磁極６８ｃ及び磁極６８ｄは、対となる双極子（磁極対）である。磁極対６８ａ、６８ｂは、Ｙ方向に従う方向に向かう交流磁界を生成し、磁極対６８ｃ、６８ｄも、Ｙ方向に従う交流磁界を生成する。

４極子磁場発生部６０は、コイル６４ａ乃至６４ｄと偏向コイル部６９ａ、６９ｂとに流れる交流電流によってＸ軸方向に電子ビームを移動させることができる。

本実施形態によれば、４極子磁場発生部６０は、ヨーク６６の本体部において第２の実施形態の偏向コイル部６９ａ、６９ｂに対して垂直な位置に偏向コイル部６９ｃ、６９ｄを備えている。したがって、変形例１のＸ線管装置１は、第２の実施形態の偏向方向に対して垂直な方向へ電子ビームを偏向することができる。

なお、図１０に示すように、４極子磁場発生部６０は、ヨーク６６の本体部において偏向コイル部６９ａ乃至６９ｄを備えていてもよい。この場合、４極子磁場発生部６０は、偏向コイル部６９ａ乃至６９ｄに流れる電流比を変化させることによってＸ軸方向及び／又はＹ軸方向、又は電子ビームの射出方向（電子軌道方向）に対して垂直な方向の任意の方向に電子ビームを移動させることができる。

前述の実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、複数の窪み部を備えるＸ線管と、Ｘ線管で射出される電子ビームを形成する４極子磁場発生部とを備えている。４極子磁場発生部は、電源からコイルに直流電流が供給されることによって複数の磁極の間に磁界を生じさせる。４極子磁場発生部は、複数の磁極によって生成する磁場によって陰極から射出される電子ビームを変形できる。その結果、本実施形態のＸ線管装置１は、Ｘ線焦点の拡大、ぼけ、歪みや、陰極の電子放出量の低下などの発生を低減することができる。

なお、前述の実施形態において、Ｘ線管装置１は、回転陽極型Ｘ線管であるとしたが、固定陽極型Ｘ線管であってもよい。
前述の実施形態において、Ｘ線管装置１は、中性点接地型のＸ線管装置であるとしたが、陽極接地型又は陰極接地型のＸ線管装置であってもよい。

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものでなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

８…ステータコイル、９…絶縁油、１０…Ｘ線管装置、１１…固定軸、１２…回転体、１３…軸受け、１４…ロータ、２０…ハウジング、３０…Ｘ線管、３１…真空外囲器、３２…真空容器、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ…窪み部、３５…陽極ターゲット、３６…陰極、３９…高電圧絶縁部材、４４…高電圧供給端子、５４…高電圧供給端子、５５…ＫＯＶ部材、６０…４極子磁場発生部、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ…カバー、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ…コイル、６６…ヨーク、６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄ…突出部、６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ…磁極、６９ａ、６９ｂ…偏向コイル部、７０…第２の磁気偏向部、３０１、３０２…リセプタクル、５１０、５２０、５３０、５４０…Ｘ線遮蔽部。

Claims (6)

1. 電子軌道方向に電子を射出する陰極と、
   前記陰極に対向して設けられ、前記陰極から射出される電子が衝撃することによってＸ線を発生するターゲット面を備える陽極ターゲットと、
   前記陰極と前記陽極ターゲットとを収容し、内部が真空気密に密閉され、前記陰極の周囲を囲むように外側から窪まされた少なくとも１つの窪み部を形成される真空外囲器と、
   直流電源より直流電流を供給され、前記真空外囲器の外側に配置され、中心に前記陰極が位置するように前記窪み部に収納される４極子で構成される４極子磁場発生部と、を備えるＸ線管装置。
2. 交流電源より交流電流を供給され、前記４極子磁場発生部の一部に設けられ、当該４極子磁場発生部に４極子に交流磁場を生成する少なくとも一対の双極子を構成する少なくとも１つの偏向コイル部を、さらに備える請求項１のＸ線管装置。
3. 前記陰極は、少なくとも表面部分を高い電気伝導度且つ非磁性体の第１の金属部材で形成され、
   前記陽極ターゲットは、少なくとも表面部分を高い電気伝導度且つ非磁性体の第２の金属部材で形成されている、請求項２のＸ線管装置。
4. 前記第１の金属部材及び第２の金属部材は、夫々、銅、タングステン、モリブデン、ニオブ、タンタル、非磁性ステンレス鋼のいずれか、またはこれらのいずれかを主成分とする金属材料である、請求項３のＸ線管装置。
5. 前記４極子磁場発生部の４極子の端面は、それぞれ、電子軌道に対する角度が所定の傾斜角度γで設けられ、
   前記傾斜角度γは、０°＜γ＜９０°である、請求項１乃至４のいずれか１のＸ線管装置。
6. 前記窪み部は、前記電子軌道に従う方向において前記陰極の端面よりも前記陽極ターゲットから遠い位置に設置される請求項１乃至５のいずれか１のＸ線管装置。

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