JP3015403B2 - X線イメージ管の入力面の製造方法 - Google Patents

X線イメージ管の入力面の製造方法

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  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、X線イメージ管の入力面と製造方法に関す
る。
(従来の技術) X線イメージ管は、X線像を入力面において光電子像
に変換し、この光電子像を出力面に集束加速して、出力
面に輝度増強された可視出力像を得ている。
このX線イメージ管の入力面は、第5図および第6図
に示すように、X線源に向けて突出した表面が平滑な球
面状の基板1と、この基板1の凹面側の上に低真空度条
件下で蒸着により形成された多数のNa付活CsI蛍光体の
結晶粒子2から成る第1の蛍光体層3と、この第1の蛍
光体層3の結晶粒子2の上に成長させた多数の蛍光体の
柱状結晶4から成る第2の蛍光体層5と、この第2の蛍
光体層5の上に高真空度条件下で蒸着により形成された
表層6と、この表層6の上に形成された光電面7等で構
成されている。
そして、第2の蛍光体層5は、平均直径5〜50μm、
長さ約400μmで、基板1に対してほぼ垂直に成長した
柱状結晶4の集合体であり、隣接したCsI蛍光体の柱状
結晶4は、互いに微細な隙間によって分離しているた
め、所々に存在する約1μmの比較的に大きい隙間8に
よって、表層6の形成時にピンホール9ができてしま
う。
このピンホール9が光電面7の感度に悪影響を及ぼ
す。
すなわち、100℃以上の高温下で行なわれる光電面7
の形成中に、光電面7を構成する物質がピンホール9を
通して第1および第2の蛍光体層3,5中に拡散してして
消失することにより、光電面7の形成が終了したときに
は、光電面7の感度が低下してしまう。
さらに、光電面7を構成する物質は、この後も、ピン
ホール9を通して第1および第2の蛍光体層3,5中に徐
々に拡散するため、光電面7の感度が次第に低下し、製
品寿命も短くなる。
上記ピンホール9は、表層6の厚さを厚くすることに
より、その数を減らし、その大きさを小さくすることが
できるが、表層6の膜厚が増大するにつれて入力面の感
度が低下し、これにともなって、X線イメージ管の解像
度も低下することが分かっているため、表層6の膜厚は
約10〜30μmの範囲内において実用化されている。
このため、第2の蛍光体層5の多数の柱状結晶4の頂
部を機械的に塑性変形させ、第2の蛍光体層5の表面を
平坦化することにより、多数の柱状結晶4の頂部間の隙
間8をなくして、ピンホール9の発生を阻止し、光電面
7の感度低下を防止することが行なわれている。
また、別の問題として、このようにして形成された入
力面を有するX線イメージ管の出力像の輝度分布は、第
7図に破線で示すように、入力面の中心部と周辺部に対
応する部分で輝度に差があるのが一般的である。
(発明が解決しようとする課題) 上述したように、従来の場合、X線イメージ管の入力
面の製造に際して、多数の蛍光体の柱状結晶4の頂部を
塑性変形させることによって、光電面7の感度低下を防
止しているが、別の問題が認められる。すなわち、入力
面の中心部から周辺部まで一様な強度のX線を入射する
ようにしても、一般にX線源が点焦点であるのに対して
X線イメージ管の入力面はX線源に向けて突出した曲面
状に形成されているという幾何学的な関係から、入力面
の中心部から周辺部に向かうに従って単位面積当たりの
入射X線量が少なくなってしまう。しかも、入力面の周
辺部では入力蛍光体の各柱状結晶の成長方向すなわち結
晶の長手方向に対してX線が斜め方向に入射することに
よる柱状結晶層内でのX線およびこのX線に励起された
光の乱反射が中心部に比べて周辺部で強くなり、光電面
に到達する光量が中心部に比べて周辺部ほど少なくな
る。これらの結果として、出力像の光量分布は中心部か
ら周辺部に向かって次第に減少するため、均一な輝度分
布の出力像が得られないという問題がある。
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、第2
の蛍光体層5の多数の柱状結晶4の頂部を塑性変形させ
て光電面7の感度低下を防止する際に、変形の程度を変
えることによって、光電面7の中心部よりも周辺部の感
度が高くなるようにして、均一な出力像を得ることがで
きるX線イメージ管の入力面の製造方法を提供すること
を目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、多数の蛍光体の柱状結晶を形成した基板の
上記柱状結晶の頂部に粒状物を乗せた状態で、自転機構
により基板を自転させて粒状物を相対的に基板の円周方
向に移動させるとともに、傾斜機構により基板の傾斜角
度を変化させて粒状物を相対的に基板の径方向に移動さ
せながら、振動機構により基板を振動させて粒状物を柱
状結晶の頂部に振動的に衝突させることによって、多数
の柱状結晶の頂部を変形させて緻密化させるX線イメー
ジ管の入力面の製造方法であって、上記自転機構による
基板の自転速度、傾斜機構による基板の傾斜速度及び振
動機構による基板の振幅の少なくとも1つを制御するこ
とによって、基板の中心部よりも周辺部の柱状結晶の頂
部の変形を強くするものである。
(作用) 本発明のX線イメージ管の入力面の製造方法による
と、蛍光体層の多数の柱状結晶の頂部を機械的に塑性変
形させ、この蛍光体層の表面を平坦化することにより、
多数の柱状結晶の頂部間の隙間をなくして、ピンホール
の発生を阻止し、光電面の感度低下を防止する際に、中
心部よりも周辺部の柱状結晶の頂部の変形を強くするの
で、周辺部ほど入力蛍光体の各柱状結晶間の隙間がほと
んど埋められるとともに表面がより一層平坦化され、周
辺部になるにしたがって光電面にはピンホールがほとん
ど生ずることなく、光電面の中心部よりも周辺部の方が
感度が高くなる。
(実施例) 以下、本発明のX線イメージ管の入力面の製造方法の
実施例を図面を参照して説明する。
図において、11は振動機構で、この振動機構11は、上
部に振動部12を有し、この振動部12を上下や左右に振動
できる。
また、15は傾斜機構で、この傾斜機構15は、振動機構
11の振動部12に水平な軸16を介して揺動台17を支持し、
この揺動台17に設けた扇形歯車18に上記振動部12に設け
た平歯車19を噛合し、この平歯車19を固定部分に設けた
図示しないモータによりフレキシブルシャフトを介して
駆動するもので、平歯車19の回動により、揺動台17が軸
16を中心に揺動する。
さらに、22は自転機構で、この自転機構22は、傾斜機
構15の揺動台17の上に垂直な軸23を介して回転台24を支
持し、この回転台24と一体のウォームホイール25に揺動
台17に設けたウォームギヤ26を噛合し、このウォームギ
ヤ26を固定部分に設けた図示しないモータによりフレキ
シブルシャフトを介して駆動するもので、ウォームギヤ
26の回動により、回転台24が軸23を中心に回転する。
そして、この自転機構22は、回転台24の上に第5図に
示したようなX線イメージ管の入力面の球状の基板1
を、その多数の蛍光体の柱状結晶4から成る第2の蛍光
体層5を形成した凹面側を上にした状態で、嵌合して保
持し、この柱状結晶4の頂部に多数の粒状物としてたと
えば5000程度の直径1mmの粒状物としてのステンレスボ
ール27を入れた状態で、回転台24の上に蓋28を装着す
る。
そして、第2図に示すように、この装置の振動機構11
と、傾斜機構15の平歯車19を駆動するモータ31および自
転機構22のウォームギヤ26を駆動するモータ32は、あら
かじめ各部の動作速度や振幅などを設定して記憶するホ
ストコンピュータ33により、コントローラ34およびそれ
ぞれのドライバ35,36,37を介して駆動される。
このような構成により、第5図に示したようなX線イ
メージ管の入力面の基板1を、多数の蛍光体の柱状結晶
4を有する第2の蛍光体層5まで形成した段階で、第1
図に示すように、回転台24の上に装着し、ステンレスボ
ール27を入れて蓋28を装着する。
そして、第1図のように、傾斜機構15の揺動台17が一
方に傾いて、ステンレスボール27が基板1の外周部に位
置した状態から動作を開始し、自転機構22の回転台24の
回転、振動機構11の振動部12の振動、傾斜機構15の揺動
台17を揺動し、回転台24の回転によりステンレスボール
27が相対的に基板1の円周方向に移動し、振動部12の振
動によりステンレスボール27が第2の蛍光体層5の柱状
結晶4の頂部に振動的に衝突し、揺動台17の揺動により
ステンレスボール27が相対的に基板1の直径方向に移動
して基板1の外周部から中央部を経て外周部に移動す
る。
そして、この動作により、基板1の全面にわたって、
蛍光体の柱状結晶4の頂部を機械的に塑性変形させ、第
2の蛍光体層5の表面を平坦化でき、これによって、多
数の柱状結晶4の頂部間の隙間8をなくして、第2の蛍
光体層5の表面を緻密化でき、この蛍光体層5上に直接
的にまたは間接的に形成される光電面7を構成する物質
の拡散消失を阻止できるので、光電面7の初期感度の低
下および経時変化を防止できる。
そして、この動作は、ホストコンピュータ33から伝送
されたデータに基づき、ホストコンピュータ33から伝送
された自転機構22の回転台24の回転速度、振動機構11の
振動部12の振幅、基板1の傾斜角度が変化する速度であ
る傾斜速度、すなわち傾斜機構15の揺動台17の揺動速度
の各データは、コントローラ34により、それぞれのドラ
イバ35,36,37に分配され、自転機構22のモータ32、揺動
機構11、傾斜機構15のモータ31が制御される。
ここで、ホストコンピュータ33に設定するデータを、
第3図に示すように、自転機構22の回転台24の回転速度
と振動機構11の振動部12の振幅を一定とし、傾斜機構15
の揺動台17の揺動速度を基板1の外周部において遅くす
るとともに基板1の中心部において速くすると、基板1
の外周部ではステンレスボール27を衝撃力が繰り返して
柱状結晶4の頂部に加わるため、基板1の中心部に比較
して、柱状結晶4の頂部の変形の程度が強く、十分に緻
密化できる。
したがって、光電面7の中心部よりも周辺部の方がピ
ンホールが少なくなり緻密化による感度低下の阻止効果
が高く、光電面7の中心部よりも周辺部の方が感度が高
くなり、この結果、X線イメージ管に、従来よりも均一
な出力像が得られる。
第4図はこのようにして得られた入力面を示し、第2
の蛍光体層5を構成する多数の蛍光体の柱状結晶4の頂
部を機械的に塑性変形させて多数の柱状結晶4の頂部間
の隙間8を塞ぐため、この第2の蛍光体層5の上の表層
6や光電面7をピンホール9なしに形成でき、感度低下
のない良好な入力面を得られる。
そして、このようにして得られた入力面を有するX線
イメージ管の出力像の輝度分布は、第7図に実線で示す
ように、入力面の中心部と外周部に対応する部分の輝度
の差が従来よりも小さくなり、出力像を従来よりも均一
にできた。
なお、この実施例では、第3図に示したように、自転
機構22の回転台29の回転速度と振動機構11の振動部12の
振幅を一定とし、傾斜機構15の揺動台17の揺動速度を変
化させたが、傾斜機構15の揺動台17の揺動速度を一定と
し、自転機構22の回転台29の回転速度あるいは振動機構
11の振動部12の振幅を、基板1の外周部と中心部で変化
させても、上述したような結果が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、X線イメージ管の入力面の製造にお
いて、蛍光体層の多数の柱状結晶の頂部を機械的に塑性
変形させ、この蛍光体層の表面を平坦化することによ
り、多数の柱状結晶の頂部間の隙間をなくして、ピンホ
ールの発生を阻止し、光電面の感度低下を防止する際
に、中心部よりも周辺部の柱状結晶の頂部の変形を強く
することができるので、光電面の中心部よりも周辺部の
方のピンホールの発生などを少なくして感度を高くする
ことができ、したがって、X線イメージ管の出力像の輝
度分布特性を従来よりも均一にできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は請求項1のX線イメージ管の入力面の製造方法
を実施する第1の実施例の装置の一部を断面にした正面
図、第2図はその制御方法を示すブロック図、第3図は
その設定データを示す図、第4図は得られた入力面の部
分拡大断面図であり、第5図は従来の入力面の部分拡大
断面図、第6図はその平面図、第7図は入力面の感度分
布を示す図である。 1……基板、4……柱状結晶、11……振動機構、15……
傾斜機構、22……自転機構、27……粒状物としてのステ
ンレスボール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 9/22 H01J 29/38 H01J 31/50

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多数の蛍光体の柱状結晶を形成した基板の
    上記柱状結晶の頂部に粒状物を乗せた状態で、 自転機構により基板を自転させて粒状物を相対的に基板
    の円周方向に移動させるとともに、 傾斜機構により基板の傾斜角度を変化させて粒状物を相
    対的に基板の径方向に移動させながら、 振動機構により基板を振動させて粒状物を柱状結晶の頂
    部に振動的に衝突させることによって、多数の柱状結晶
    の頂部を変形させて緻密化させるX線イメージ管の入力
    面の製造方法であって、 上記自転機構による基板の自転速度、傾斜機構による基
    板の傾斜速度及び振動機構による基板の振幅の少なくと
    も1つを制御することによって、基板の中心部よりも周
    辺部の柱状結晶の頂部の変形を強くすることを特徴とす
    るX線イメージ管の入力面の製造方法。
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