JP2016131141A - 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電子の電子軌道を確実に偏向させることができ、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。【解決手段】本発明の実施形態に係るＸ線管装置は、電子を射出し、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た陰極と、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、陰極に対向して設けられ、電子が衝撃することによってＸ線を発生する陽極ターゲットと、陰極と陽極ターゲットとを収容し、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、対となって交流磁界を生成する第１の磁極対を備え、第１の磁極対によって交流磁場を生成する第１の磁気偏向部と、を備え、第１の磁極対は、陰極を間に挟むように窪み部の壁面近傍に配置される。【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。

米国特許第４６８９８０９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

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の電子軌道を確実に偏向させることができ、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、電子を射出し、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た陰極と、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、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、陰極を挟むように両側から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、電源より交流電流を供給され、真空外囲器の外側に配置され、対となって交流磁界を生成する２つの磁極で構成される少なくとも一対の第１の磁極対を備え、当該第１の磁極対によって陰極と陽極ターゲットとの間に陰極から陽極ターゲットに射出される電子の電子軌道を偏向する交流磁場を生成する第１の磁気偏向部と、を備え、第１の磁極対は、陰極を間に挟むように窪み部の壁面近傍に配置される。

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ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 図２Ｃは、図２ＢのＩＩＢ−ＩＩＢに沿った断面図である。 図３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４Ａは、第３の実施形態のＸ線管の概要を示す断面図である。 図４Ｂは、図４ＡのＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿った断面図である。 図４Ｃは、図４ＢのＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図である。 図５Ａは、第４の実施形態のＸ線管の概要を示す断面図である。 図５Ｂは、図５ＡのＶＡ−ＶＡ線に沿った断面図である。

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、第１の磁気偏向部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２ａ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。この蓋部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。この蓋部２０ｈの設置の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ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図２Ｃは、図２ＢのＩＩＢ−ＩＩＢに沿った断面図である。図２Ｃ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。

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、回転体１２及び軸受け１３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の非磁性体、且つ電気伝導度の高い金属部材（第２の金属部材）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に非磁性体、且つ電気伝導度が高い金属部材で形成されている構成でもよい。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る構成でもよい。なお、図２Ａに示すように、傘状部分に形成された陽極ターゲット３５の外周から中心部の***部分に向かう傾斜部分の角度をθとする。

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（第１の金属部材）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、陰極支持部３７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、後述する第１の磁気偏向部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を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、真空気密で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、窪み部３２ａ、３２ｂを備える。窪み部３２ａ、３２ｂは、真空外囲器３１（真空容器３２）の一部に形成されている。窪み部３２ａ、３２ｂは、後述する第１の磁気偏向部６０の磁極６８ａ、６８ｂを収納するための真空外囲器３１の一部に形成された窪みであり、その窪みを包囲する真空外囲器３１の一部である。例えば、窪み部３２ａ、３２ｂは、陰極を挟む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、３２ｂは、陰極３６に向かって突出するように壁面が形成されている。窪み部３２ａ、３２ｂは、放電等を防止するために陽極ターゲット３５の表面および陰極３６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の表面から遠い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、陽極ターゲット３５の表面に対向する陰極３６の表面と同じ位置または陽極ターゲット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。

また、窪み部３２ａ、３２ｂにおいて、放電等を防止するために陽極ターゲット３５のターゲット表面および陰極３６の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、傾斜するように形成されている。例えば、窪み部３２ａの角部は、後述する磁極６８ａの端面の傾斜角度に沿った傾斜角度で形成されている。同様に、窪み部３２ｂの角部は、後述する磁極６８ｂの端面の傾斜角度に沿った傾斜角度で形成されている。なお、窪み部３２ａ、３２ｂの角部は、それぞれ、滑らかに湾曲して形成されていてもよい。例えば、窪み部３２ａ、３２ｂの角部は、それぞれ、定の径を有するように形成される。なお、窪み部３２ａ、３２ｂ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。また、窪み部は、陰極３６の周囲で回転方向に一体として１つで形成されてもよいし、後述する磁極の数に対応して複数個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。しかし、本実施形態において、真空外囲器３１は、後述する磁極６８ａ、６８ｂで発生する交流磁界の影響を受けるため、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、３２ｂは、非磁性体の高電気抵抗部材で形成され、窪み部３２ａ、３２ｂ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２Ｃに戻って、第１の磁気偏向部６０について説明する。
図２Ｂに示すように、第１の磁気偏向部６０は、コイル６４と、ヨーク６６と、磁極６８ａ及び磁極６８ｂとを備えている。第１の磁気偏向部６０は、陰極３６に含まれるフィラメントから発生する電子の軌道を間欠的または連続的に偏向する磁界を生成する。第１の磁気偏向部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。詳細は後述するが、第１の磁気偏向部６０は、ヨーク６６の両端の各々に対となる磁極６８ａ、６８ｂの各々が形成されている。なお、第１の磁気偏向部６０は、複数の磁極を含んでいてもよい。ここで、複数の磁極は、互いの間に磁界を生成し、双極子として対となる磁極を少なくとも一対含んでいる。以下で、間に磁界を生成し、双極子として対となる磁極をまとめて磁極対と記載する場合もある。

また、第１の磁気偏向部６０は、偏向電源制御部（図示せず）によって偏向電源（図示せず）から供給される電流が制御されている。第１の磁気偏向部６０は、供給される電流が制御されることによって、電子（ビーム）が衝撃する点である焦点の位置を陽極ターゲット３５の面上で間欠的又は連続的に移動させることができる。本実施形態において、第１の磁気偏向部６０は、図示しない偏向電源から交流電流を供給されている。この場合、第１の磁気偏向部６０は、交流磁界（交流磁場）を発生させる。例えば、図２Ｂに示すように、第１の磁気偏向部６０は、交流磁界ＭＧ１を生成する。

コイル６４は、第１の磁気偏向部６０のための偏向電源（図示せず）から電流を供給され、磁場を発生する。コイル６４は、ヨーク６６の一部の周囲に巻かれている。例えば、コイル６４は、ヨーク６６の中心から左右対称に巻かれている。

ヨーク６６は、コ字形状を成すように形成されている。例えば、ヨーク６６は、管軸ＴＡに沿う直線が中心を通るように設置されている。本実施形態において、ヨーク６６は、２つの先端部の各々が窪み部３２ａ、３２ｂの近傍に設置される。このとき、ヨーク６６は、２つの先端部の間で陰極３６を挟むように配置されている。また、ヨーク６６は、一部の周囲にコイル６４が巻かれている。

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。ヨーク６６は、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６８ａ、６８ｂは、それぞれ、ヨーク６６の端部に設けられている。磁極６８ａ及び磁極６８ｂは、互いの間に陰極３６を挟むように配置されている。すなわち、第１の磁気偏向部６０において、磁極６８ａ及び磁極６８ｂ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に沿った直線上に配置されている。

好適には、磁束密度を高めるために、磁極６８ａ及び磁極６８ｂ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、磁極６８ｂは、窪み部３２ｂの角部近傍に配置されている。例えば、磁極６８ａは、窪み部３２ａの陽極ターゲット３５側に突出する角部の傾斜に沿って端部の表面（端面）を形成される。この場合、磁極６８ａは、窪み部３２ａの角部の傾斜に端面が沿うように設置される。同様に、磁極６８ｂは、窪み部３２ｂの陽極ターゲット３５側に突出する角部の傾斜に沿って端面を形成される。この場合、磁極６８ｂは、窪み部３２ｂの角部の傾斜に端面が沿うように設置される。

磁極対６８ａ、６８ｂ（第１の磁極対）は、略同形状で形成されている。磁極対６８ａ、６８ｂは、互いに対となる双磁極子である。磁極対６８ａ、６８ｂは、陽極ターゲット３５に近づき過ぎずに陰極３６から射出される電子を偏向させるために、互いに陰極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は、電子の射出方向に沿う直線上に向かうように傾斜を持って表面が形成されている。同様に、磁極６８ｂは、電子の射出方向に沿う直線上に向かうように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は、管軸ＴＡに沿った方向である。このとき、磁極６８ａ及び磁極６８ｂは、互いに電子の射出方向に対して同じ角度の傾斜で配置される。図２Ｂに示すように、管軸ＴＡに沿う電子の射出方向から磁極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６８ｂの表面までの角度をγ２とする。したがって、例えば、磁極６８ａ及び磁極６８ｂが同じ傾斜で設置されている場合、γ１＝γ２となる。また、磁極６８ａ及び磁極６８ｂの電子の射出方向に対する傾斜角度γ（γ１、及びγ２）は、０°＜γ＜９０°の範囲で設定される。このとき、磁極６８ａ及び磁極６８ｂ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及び磁極６８ｂの傾斜角度γ１＝γ２である場合、磁極対６８ａ、６８ｂの傾斜角度γ１、γ２は、それぞれ、３０°≦γ≦６０°の範囲で形成される。さらに、磁極対６８ａ、６８ｂの傾斜角度γ１、γ２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。なお、第１の磁気偏向部６０において、磁極対は複数個設置されていてもよい。

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に示される第１の磁気偏向部６０の磁極対６８ａ、６８ｂの傾斜角度γ１、γ２は、互いに同一である。第１の磁気偏向部６０は、図示されない偏向電源から交流電流が供給される。偏向電源から交流電流が供給されると、第１の磁気偏向部６０は、双極子である磁極対６８ａ、６８ｂ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、６８ｂ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ように設置されている。すなわち、第１の磁気偏向部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。

第１の磁気偏向部６０は、偏向電源（図示せず）から供給される交流電流が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、第１の磁気偏向部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、第１の磁気偏向部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。本実施形態において、第１の磁気偏向部６０は、磁界に対して電子ビームを垂直方向に移動させることができる。例えば、図２Ｃに示す方向Ｄ１のように、第１の磁気偏向部６０は、電子ビームを交流磁界ＭＧ１に対して垂直な方向に沿って２方向へ移動させる。

第１の磁気偏向部６０が交流磁界ＭＧ１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ＭＧ１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ＭＧ１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ＭＧ１が歪められる。このように交流磁界ＭＧ１が歪められることによって、図２Ｂに示すように、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、第１の磁気偏向部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、３２ｂ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第１の磁気偏向部６０とを備えている。第１の磁気偏向部６０は、磁極６８ａおよび磁極６８ｂ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および６８ｂ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、第１の磁気偏向部６０に交流電流が提供された場合、第１の磁気偏向部６０が発生させる交流磁界ＭＧ１の一部が強められる。その結果、第１の磁気偏向部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。

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、窪み部３２ａ、３２ｂと、第１の磁気偏向部６０と、が第１の実施形態のＸ線管装置１と異なる。
図３は、第２の実施形態のＸ線管３０の概要を示す断面図である。図３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とし、電子の射出方向に沿う直線及び直線Ｌ１に直交、且つ直線Ｌ２に平行な直線を直線Ｌ３とする。また、直線Ｌ３に対して電子の射出方向に沿う直線の周りに角度α０で傾斜させて引かれた直線を直線Ｌ４とする。電子の射出方向に沿う直線が陰極３６の中心を通るものとする。
図３に示すように、第２の実施形態のＸ線管３０において、窪み部３２ａ、３２ｂは、それぞれ、陰極３６を包囲するように“く”の字形状の壁部を備えている。窪み部３２ａ及び窪み部３２ｂの壁部は、電子の射出方向に沿う直線に対して直交する直線上で互いに対向するように壁部を備える。なお、窪み部３２ａ、３２ｂの壁部は、それぞれ、陰極３６を包囲するような形状であれば“く”の字形状でなくともよい。

例えば、図３に示すように、窪み部３２ａは、直線Ｌ４に垂直な交わり、陰極３６に対向する壁部を備える。同様に、窪み部３２ｂは、直線Ｌ４に垂直に交わり、陰極３６に対向する壁部を備える。ここで、窪み部３２ａ及び窪み部３２ｂの壁部は、直線Ｌ４上に設けられ、互いに対向して設置されている。

第１の磁気偏向部６０は、電子ビームの射出方向に沿う直線の周りに所定の角度で回転して配置されている。例えば、図３に示すように、第１の磁気偏向部６０は、直線Ｌ４に平行に傾斜されて設置されている。この場合、第１の磁気偏向部６０の磁極６８ａ及び磁極６８ｂは、それぞれ、直線Ｌ４上で陰極３６を挟むように設置される。

本実施形態では、対の磁極６８ａ、６８ｂが発生させる交流磁界ＭＧ１によって、第1の磁気偏向部６０は、電子ビームを陽極ターゲット３５の径方向および回転方向に同時に偏向することができる。すなわち、第１の磁気偏向部６０は、電子ビームの焦点を陽極ターゲットの径方向への移動距離に対する回転方向への移動距離の割合ｔａｎηで移動させることができる。例えば、陽極ターゲット３５上で径方向及び回転方向に等しい距離移動させるためには、第１の磁気偏向部６０は、直線Ｌ３に対する直線Ｌ４の角度である角度α０を陽極ターゲット３５の傾斜角度θと等しくして配置する。

本実施形態によれば、第１の磁気偏向部６０は、電子ビームの射出方向に沿う直線の周りに所定の角度で回転して配置される。その結果、第１の磁気偏向部６０は、陰極３６から射出される電子ビームを第１の実施形態とは異なる方向に偏向することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態のＸ線管装置１は、さらに第２の磁気偏向部７０を備えることが前述の実施形態のＸ線管装置１と異なる。
第３の実施形態の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。したがって、第３の実施形態において、前述した第２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。

図４Ａは、第３の実施形態のＸ線管３０の概要を示す断面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩＶＡ−ＩＶＡ線に沿った断面図であり、図４Ｃは、図４ＢのＩＶＢ−ＩＶＢに沿った断面図である。図４Ｂ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とし、電子の射出方向に沿う直線及び直線Ｌ１に直交、且つ直線Ｌ２に平行な直線を直線Ｌ３とする。また、直線Ｌ３に対して電子の射出方向に沿う直線の周りに角度α１で傾斜させて引かれた直線を直線Ｌ５とし、直線Ｌ３に対して電子の射出方向に沿う直線の周りに角度α２で傾斜させて引かれた直線を直線Ｌ６とする。電子の射出方向に沿う直線が陰極３６の中心を通るものとする。以下で、説明の便宜上、直線Ｌ５と直線Ｌ６の各々の傾斜角度α１及びα２は、同一の角度であるとする。なお、傾斜角度α１及びα２は、それぞれ、異なる角度であってもよい。

第３の実施形態のＸ線管装置１は、第２の実施形態のＸ線管装置１の構成に加えて、第２の磁気偏向部７０をさらに備える。第２の磁気偏向部７０は、第１の磁気偏向部６０とほぼ同等の構成である。図４Ｂに示すように、窪み部３２ａは、磁極６８ａ及び後述の磁極７８ａを受けるように形成され、窪み部３２ｂは、磁極６８ｂ及び後述の磁極７８ｂを受けるように形成される。

第２の磁気偏向部７０は、第１の磁気偏向部６０とほぼ同等の構成であり、その詳細な説明を省略する。
図４Ｃに示すように、第２の磁気偏向部７０は、コイル７４と、ヨーク７６と、磁極対７８ａ、７８ｂとを備えている。また、図４Ｃに示すように、第２の磁気偏向部７０は、陰極３６に含まれるフィラメントから発生する電子の軌道を間欠的または連続的に偏向する交流磁界ＭＧ２を形成する。第２の磁気偏向部７０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。第２の磁気偏向部７０は、ヨーク７６の両端に対の磁極７８ａ、７８ｂが形成された双極子で構成されている。

第２の磁気偏向部７０は、Ｘ線管３０の外側、且つＸ線管３０の窪み部３２ａ、３２ｂの近傍に設置されている。例えば、第１の磁気偏向部６０がＸ線管３０の窪み部３２ａ、３２ｂ側に設置されている場合、第２の磁気偏向部７０は、第１の磁気偏向部６０よりも窪み部３２ａ、３２ｂから離して設置されている。図４Ａに示すように、本実施形態において、第２の磁気偏向部７０は、陰極３６の中心を通る管軸ＴＡに平行な直線上、且つ第１の磁気偏向部６０と同軸で設置されている。このとき、第１の磁気偏向部６０が窪み部３２ａ、３２ｂ側に設置され、第２の磁気偏向部７０が第１の磁気偏向部６０よりも窪み部３２ａ、３２ｂから離れた位置に設置される。また、第２の磁気偏向部７０は、電子の射出方向を通る直線の周りの所定の角度で回転して設置されている。例えば、図４Ｂに示すように、第１の磁気偏向部６０が、直線Ｌ５に沿うように傾斜して配置され、第２の磁気偏向部７０は、直線Ｌ６に沿うように傾斜して配置される。

第２の磁気偏向部７０は、偏向電源制御部（図示せず）によって偏向電源（図示せず）から供給される電流が制御されている。第２の磁気偏向部７０は、供給される電流が制御されることによって、焦点の位置を陽極ターゲット３５の面上で間欠的又は連続的に移動させることができる。本実施形態において、第２の磁気偏向部７０は、図示しない偏向電源から交流電流を供給されている。この場合、第２の磁気偏向部７０は、交流磁界（交流磁場）を発生させる。なお、偏向電源及び偏向電源制御部は、第１の磁気偏向部６０と同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。

磁極対７８ａ、７８ｂ（第２の磁極対）は、それぞれ、ヨーク７６の端部に設けられている。磁極対７８ａ、７８ｂは、互いの間に陽極ターゲット３５に対向する陰極３６が配置されるように夫々設置されている。すなわち、第２の磁気偏向部７０において、対となる磁極対７８ａ、７８ｂは、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に沿った直線、例えば、直線Ｌ６上に配置されている。

磁極対７８ａ、７８ｂは、略同形状で形成されている。磁極対７８ａ、７８ｂは、互いに対の双磁極子である。磁極対７８ａ、７８ｂは、磁極対６８ａ、６８ｂと同様に、陽極ターゲット３５に近づき過ぎずに陰極３６から射出される電子を偏向させるために、互いに陰極３６の電子の射出方向に対して表面を向けて設置されている。例えば、陰極３６の電子ビームの射出方向は、管軸ＴＡに沿った方向である。このとき、磁極７８ａ及び磁極７８ｂは、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る。図４Ｃに示すように、管軸ＴＡに沿う電子の射出方向から磁極７８ａの表面までの角度をγ３とし、同様に電子の射出方向から磁極６８ｂの表面までの角度をγ４とする。したがって、例えば、磁極７８ａ及び磁極７８ｂが同じ傾斜で設置されている場合、γ３＝γ４となる。また、磁極７８ａ及び磁極７８ｂの電子の射出方向に対する傾斜角度γ（γ１、γ２、γ３、及びγ４）は、０°＜γ＜９０°の範囲で設定される。このとき、磁極７８ａ及び磁極７８ｂ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７８ａ及び磁極７８ｂの傾斜角度γ３＝γ４である場合、磁極対７８ａ、７８ｂの傾斜角度γ３、γ４は、それぞれ、３０°≦γ≦６０°の範囲で形成される。さらに、磁極対７８ａ、７８ｂの傾斜角度γ３、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。なお、第２の磁気偏向部７０において、磁極対は複数個設置されていてもよい。

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。第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、２組の双極子の対の磁極６８ａ、６８ｂ、及び磁極対７８ａ、７８ｂが陰極３６の中心軸の周りに、直線Ｌ３に対して互いに反対側へ所定の角度α（α１、α２）で回転された位置に配置されている。第１の磁気偏向部６０の磁極対６８ａ、６８ｂは、それぞれ、直線Ｌ３に対して角度α１で回転された直線Ｌ５上に配置されている。第２の磁気偏向部７０の磁極対７８ａ、７８ｂは、それぞれ、直線Ｌ３に対して角度α２で回転された直線Ｌ５上に配置されている。

また、第１の磁気偏向部６０の磁極対６８ａ、６８ｂの傾斜角度γ１、γ２と第２の磁気偏向部７０の磁極対７８ａ、７８ｂの傾斜角度γ３、γ４とは、同一である。第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、それぞれ、図示されない偏向電源から交流電流が供給される。偏向電源から交流電流が供給されると、第１の磁気偏向部６０は、双極子である磁極対６８ａ、６８ｂの間に交流磁界ＭＧ１を発生させる。同様に、第２の磁気偏向部７０は、双極子である磁極対７８ａ、７８ｂの間に交流磁界ＭＧ２を発生させる。本実施形態において、磁極対６８ａ、６８ｂと磁極対７８ａ、７８ｂ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。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交流磁界ＭＧ１及び／又は交流磁界ＭＧ２を横切るように陽極ターゲット３５へ衝撃する。

第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、それぞれ、偏向電源（図示せず）から供給される交流電流が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。

本実施形態のＸ線管装置１は、２組の双極子の対の磁極６８ａ、６８ｂ及び磁極７８ａ、７８ｂが生じさせる偏向磁界によって、陽極ターゲット３５上の電子の衝撃する焦点を径方向および回転方向に同時に移動させることができる。

対の磁極６８ａ、６８ｂが発生させる交流磁界ＭＧ１によって、第１の磁気偏向部６０は、電子ビームを陽極ターゲット３５の径方向および回転方向に同時に偏向することができる。また、対の磁極６８ａ、６８ｂが発生させる交流磁界ＭＧ２によって、第２の磁気偏向部７０は、電子ビームを陽極ターゲット３５の径方向および回転方向に同時に偏向することができる。すなわち、第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、電子ビームの焦点を陽極ターゲット３５の径方向への移動距離に対する回転方向への移動距離の割合ｔａｎηで移動させることができる。本実施形態において、第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、それぞれの磁界の割合を調整することによって０＜ｔａｎη＜√３で電子ビームの焦点を陽極ターゲット３５上で移動することができる。

本実施形態によれば、Ｘ線管装置１は、第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０を備えている。その結果、第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、それぞれの磁界の割合を調整することによって、陽極ターゲット３５上における電子ビームの焦点を自由に移動することができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態のＸ線管装置１は、第１の磁気偏向部６０と、第２の磁気偏向部７０との構造が前述の実施形態のＸ線管装置１と異なる。
第４の実施形態のＸ線管装置１は、第４の実施形態のＸ線管装置１とほぼ同等の構成である。したがって、第４の実施形態において、前述した第３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。

図５Ａは、第４の実施形態のＸ線管３０の概要を示す断面図であり、図５Ｂは、図５ＡのＶＡ−ＶＡ線に沿った断面図である。図５Ｂ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とし、電子の射出方向に沿う直線及び直線Ｌ１に直交、且つ直線Ｌ２に平行な直線を直線Ｌ３とする。また、直線Ｌ３に対して電子の射出方向に沿う直線の周りに角度β１で傾斜させて引かれた直線を直線Ｌ７とし、直線Ｌ３に対して電子の射出方向に沿う直線の周りに角度β２で傾斜させて引かれた直線を直線Ｌ８とする。電子の射出方向に沿う直線が陰極３６の中心を通るものとする。以下で、説明の便宜上、直線Ｌ７と直線Ｌ８の各々の傾斜角度β１及びβ２は、同一の角度であるとする。なお、傾斜角度β１及びβ２は、それぞれ、異なる角度であってもよい。

第４の実施形態のＸ線管装置１において、第１の磁気偏向部６０は、第１の実施形態の第１の磁気偏向部６０の設置に対して９０°回転させたように設置される。例えば、図５Ａに示すように、第１の磁気偏向部６０は、窪み部３２ａにヨーク６６の両端部（磁極６８ａ及び磁極６８ｂ）が収納されるように設置される。同様に、第２の磁気偏向部７０は、窪み部３２ｂにヨーク７６の両端部（磁極７８ａ及び磁極７８ｂ）が収納されるように設置される。

例えば、図５Ｂに示すように、磁極６８ａ及び磁極６８ｂが直線Ｌ１に平行に沿って配列されて窪み部３２ａに設置され、磁極７８ａ及び磁極７８ｂが直線Ｌ１に平行に沿って配列されて窪み部３２ｂに設置される。このとき、磁極６８ａ及び磁極７８ａは、直線Ｌ７上で陰極３６を挟むように設置され、磁極６８ｂ及び磁極７８ｂは直線Ｌ８上で陰極３６を挟むように設置される。

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の中心と通る直線に沿っているものとする。磁極６８ａ及び磁極６８ｂは、窪み部３２ａに収納されている。同様に、磁極７８ａ及び磁極７８ｂは、窪み部３２ｂに収納されるように設置されている。

第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、それぞれ、図示されない偏向電源から交流電流が供給される。偏向電源から交流電流が供給されると、第１の磁気偏向部６０は、双極子である磁極対６８ａ、６８ｂの間に交流磁界ＭＧ１を発生させる。同様に、第２の磁気偏向部７０は、双極子である磁極対７８ａ、７８ｂの間に交流磁界ＭＧ２を発生させる。このとき、磁極６８ａ及び磁極６８ｂは、陽極ターゲット３５の回転方向に沿った方向に交流磁界ＭＧ３を生成する。磁極７８ａ及び磁極７８ｂは、陰極３６を挟んで磁極６８ａ及び磁極６８ｂと反対側で、陽極ターゲット３５の回転方向に沿った方向に交流磁界ＭＧ４を生成する。本実施形態において、磁極対６８ａ、６８ｂと磁極対７８ａ、７８ｂ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。

第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、それぞれ、偏向電源（図示せず）から供給される交流電流が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それぞれ制御することによって、第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０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の回転方向に沿った方向に偏向する。すなわち、第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０は、陽極ターゲット３５上の電子ビームの焦点を陽極ターゲット３５の回転方向に沿う方向に移動することができる。

本実施形態によれば、第１の磁気偏向部６０は、窪み部３２ａに磁極６８ａ及び磁極６８ｂが収納されるように設置される。同様に、第２の磁気偏向部７０は、窪み部３２ｂにヨーク７６の磁極７８ａ及び磁極７８ｂが収納されるように設置される。その結果、第１の磁気偏向部６０及び第２の磁気偏向部７０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の回転方向に沿った方向に偏向することができる。

前述の実施形態によれば、Ｘ線管装置は、窪み部を備えるＸ線管と、Ｘ線管で射出される電子を偏向する磁気偏向部とを備えている。磁気偏向部は、複数の磁極を備えている。これら複数の磁極は、少なくとも１対の双極子として対となる磁極対を備えている。磁極対は、陰極と陽極ターゲットとの間に磁界を生じさせる。磁極対に含まれる磁極は、それぞれ、陽極ターゲットと陰極との間で陰極から射出される電子を偏向させるために、電子の射出方向に対して表面が向けられている。Ｘ線管の真空外囲器の内部において、陰極は、例えば、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、陽極ターゲットも、例えば、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、磁気偏向部に交流電流が提供された場合、磁気偏向部が発生させる磁界の一部が強められる。その結果、磁気偏向部は、陰極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線管装置は、陽極ターゲットと陰極との間に小径部を設けていないために陽極ターゲットと陰極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…ステータスコイル、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…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…第１の磁気偏向部、６４、７４…コイル、６６、７６…ヨーク、６８ａ、６８ｂ、７８ａ、７８ｂ…磁極、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 (7)

1. 電子を射出し、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た陰極と、
   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、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、前記陰極を両側から挟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、
   電源より交流電流を供給され、前記真空外囲器の外側に配置され、対となって交流磁界を生成する２つの磁極で構成される少なくとも一対の第１の磁極対を備え、当該第１の磁極対によって前記陰極と前記陽極ターゲットとの間に前記陰極から前記陽極ターゲットに射出される電子の電子軌道を偏向する交流磁場を生成する第１の磁気偏向部と、を備え、
   前記第１の磁極対は、前記陰極を間に挟むように前記窪み部の壁面近傍に配置される、Ｘ線管装置。
2. 前記第１の磁極対は、電子軌道に対する各々の前記磁極の端面の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のＸ線管装置。
3. 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、又は２のＸ線管装置。
4. 前記第１の磁極対は、前記電子軌道の周りに所定の角度で回転して設置されている、請求項１乃至３のいずれか１のＸ線管装置。
5. 電源より交流電流を供給され、前記真空外囲器の外側に配置され、前記第１の磁極対とは異なる配置で前記陰極を挟むように設置される対となる２つの磁極で構成される少なくとも一対の第２の磁極対を備え、当該第２の磁極対によって前記陰極と前記陽極ターゲットとの間に交流磁場を生成する第２の磁気偏向部をさらに備える、請求項２のＸ線管装置。
6. 前記第２の磁極対は、前記電子軌道に対する各々の前記磁極の端面の角度が前記傾斜角度γで設けられる、請求項５のＸ線管装置。
7. 前記第１の金属部材及び前記第２の金属部材は、それぞれ、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ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１のＸ線管装置。

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