JPH1050495A - 回転陽極型ｘ線管の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転陽極型Ｘ線管の駆動状態を精度よく制御
できるようにした回転陽極型Ｘ線管の駆動制御装置を提
供すること。 【解決手段】 回転陽極型Ｘ線管を駆動する電源と、陽
極ターゲットの回転力を発生するステータと、ステータ
のサブコイル３２ｂに流れる電流を測定するサブコイル
電流測定器Ａ２と、このサブコイル電流測定器Ａ２で測
定された電流値と基準値を比較し、サブコイル３２ｂに
流れる電流値が減少した場合に、回転陽極型Ｘ線管と電
源間の接続を断にする比較器３４とを具備した回転陽極
型Ｘ線管の駆動制御装置において、ステータのメインコ
イル３２ａに流れる電流を用いて演算装置３３において
基準値を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転陽極型Ｘ線管
を製造する排気工程において、陽極ターゲットの回転状
態を検出し、陽極ターゲットの回転が減速しあるいは停
止した場合に、回転陽極型Ｘ線管の駆動状態を制御する
回転陽極型Ｘ線管の駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管は、電子を放出する陰
極やＸ線を発生する陽極ターゲット等を真空外囲器内に
収納した構造をしており、被写体の内部をＸ線で監視す
る電子管として医療用や工業用などの分野に利用されて
いる。

【０００３】ところで、回転陽極型Ｘ線管を製造する場
合、その排気工程において陽極ターゲットのガス出しが
行われる。陽極ターゲットのガス出しは、回転陽極型Ｘ
線管を排気装置内に配置し、そして、陰極から陽極ター
ゲットに電子を照射し、陽極ターゲットを高い温度状態
にして行われる。

【０００４】このとき、陽極ターゲットが電子の照射で
溶解しないように、また、陽極ターゲットの温度が均一
化するように、陽極ターゲットは回転状態に置かれる。
しかし、電子の照射によって陽極ターゲットが高温にな
ると、その熱が陽極ターゲットを回転する回転機構部に
伝わり、回転機構部を構成するベアリングなどが熱で膨
張する。これによって回転機構部の回転抵抗が増大し、
回転が停止することがある。

【０００５】陽極ターゲットの回転が停止すると、陽極
ターゲットの特定の領域に電子が集中的に照射され、陽
極ターゲットが局部的に溶解し、あるいは、使用できな
くなってしまう。このため、排気工程では、通常、陽極
ターゲットの回転状態が検出される。

【０００６】陽極ターゲットの回転状態の検出には、例
えば、陽極ターゲットの回転機構部を駆動するステータ
のサブコイルに流れる電流が、陽極ターゲットの回転数
にほぼ比例するという特性が利用される。サブコイルに
流れる電流を測定し、その電流値が低下した場合に陽極
ターゲットの回転が低下したと判定し、回転陽極型Ｘ線
管の電源を切断し回転陽極型Ｘ線管の駆動を停止する方
法である（実公平２−２８６４０号公報参照）。

【０００７】図４の曲線Ａは、陽極ターゲットの回転数
（横軸で、単位は毎分の回転数）とサブコイルに流れる
電流（縦軸で、単位はアンペア）の関係を示し、陽極タ
ーゲットの回転数が低下すると、これに伴ってサブコイ
ル電流も低下している。

【０００８】ここで、サブコイルに流れる電流を検出
し、回転陽極型Ｘ線管の駆動を停止する従来の回転陽極
型Ｘ線管の駆動制御装置について図５を参照して説明す
る。符号５１ａ、５１ｂは、ステータに電力を供給する
ステータ用の電源端子で、電源端子５１ａ、５１ｂ間
に、ステータのメインコイル５２ａが接続されている。
また、電源端子５１ａ、５１ｂ間には、ステータのサブ
コイル５２ｂや進相コンデンサ５３、サブコイル５２ｂ
に流れる電流を測定するサブコイル電流測定器５４が接
続されている。このような構成で、メインコイル５２ａ
やサブコイル５２ｂに電流が流れると、回転機構部５５
が駆動状態となり、回転機構部５５に連結した陽極ター
ゲット（図示せず）が回転する。

【０００９】なお、サブコイル電流測定器５４は、オペ
アンプ等で構成された比較器５６の比較端子Ａに接続さ
れている。また、比較器５６の基準端子Ｂは可変抵抗Ｒ
が接続され、基準電位に設定されている。そして、比較
器５６において、サブコイル電流測定器５４で測定され
た電流値と基準値が比較される。この比較で、電流値が
基準値より低下している場合、陽極ターゲットの回転が
低下したと判定され、例えば、回転陽極型Ｘ線管と電源
間に接続されたリレー５７を動作させ、これによって電
源を切断し、回転陽極型Ｘ線管の駆動を停止している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の回転陽
極型Ｘ線管の駆動制御装置では、陽極ターゲットの回転
数の低下をサブコイルに流れる電流値で判定している。
陽極ターゲットの回転数とサブコイルの電流値はほぼ比
例関係にあるものの、サブコイルの電流値は、ステータ
の巻線温度やステータ用電源電圧の変動によっても変化
する。したがって、サブコイルの電流値のみで陽極ター
ゲットの回転状態を判定すると検出精度が悪くなる。こ
のため、同じ種類の回転陽極型Ｘ線管であっても、陽極
ターゲットに対する電子の照射による加熱の程度が相違
し、品質にバラツキが発生する。

【００１１】この発明は、上記した欠点を解決するもの
で、回転陽極型Ｘ線管の駆動状態を精度よく制御できる
ようにした回転陽極型Ｘ線管の駆動制御装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、陰極や陽極
ターゲットが外囲器内に収納された回転陽極型Ｘ線管
と、前記回転陽極型Ｘ線管を駆動する電源と、メインコ
イルおよぴサブコイルを有し、前記陽極ターゲットの回
転力を発生するステータと、前記サブコイルに流れる電
流を測定するサブコイル電流測定器と、このサブコイル
電流測定器で測定された電流値と基準値を比較し、前記
サブコイルに流れる電流値が減少した場合に、前記回転
陽極型Ｘ線管と前記電源間の接続を断にする比較器とを
具備した回転陽極型Ｘ線管の駆動制御装置において、前
記メインコイルに流れる電流を測定するメインコイル電
流測定器と、このメインコイル電流測定器で測定された
メインコイル電流値を用いて前記基準値を生成する演算
装置とを設けたことを特徴としている。

【００１３】また、この発明は、陰極や陽極ターゲット
が外囲器内に収納された回転陽極型Ｘ線管と、この回転
陽極型Ｘ線管を駆動する電源と、メインコイルおよぴサ
ブコイルを有し、前記陽極ターゲットの回転力を発生す
るステータと、前記サブコイルに流れる電流を測定する
サブコイル電流測定器と、このサブコイル電流測定器で
測定された電流値と基準値を比較し、前記サブコイルに
流れる電流値が減少した場合に、前記回転陽極型Ｘ線管
と前記電源間の接続を断にする比較器とを具備した回転
陽極型Ｘ線管の駆動制御装置において、前記サブコイル
に加えられるステータ用電源電圧を測定する電圧測定器
と、この電圧測定器で測定された電圧値を用いて前記基
準値を生成する演算装置とを設けたことを特徴としてい
る。

【００１４】また、この発明は、陰極や陽極ターゲット
が外囲器内に収納された回転陽極型Ｘ線管と、この回転
陽極型Ｘ線管を駆動する電源と、メインコイルおよぴサ
ブコイルを有し、前記陽極ターゲットの回転力を発生す
るステータと、前記サブコイルに流れる電流を測定する
サブコイル電流測定器と、このサブコイル電流測定器で
測定された電流値と基準値を比較し、前記サブコイルに
流れる電流値が減少した場合に、前記回転陽極型Ｘ線管
と前記電源間の接続を断にする比較器とを具備した回転
陽極型Ｘ線管の駆動制御装置において、前記メインコイ
ルに流れる電流を測定するメインコイル電流測定器と、
前記サブコイルに加えられるステータ用電源電圧を測定
する電圧測定器と、前記メインコイル電流測定器で測定
されたメインコイル電流値および前記電圧測定器で測定
された電圧値を用いて前記基準値を生成する演算装置と
を設けたことを特徴としている。

【００１５】上記した構成によれば、メインコイルに流
れる電流を測定するメインコイル電流測定器、あるい
は、サブコイルに加えられるステータ用電源電圧を測定
する電圧測定器が設けられている。そして、メインコイ
ル電流測定器で測定されたメインコイル電流値、あるい
は、電圧測定器で測定された電圧値、または、その両者
の値を用いて基準値が生成されている。この場合、温度
の変動やステータ用電源電圧の変動に応じた基準値を設
定できる。したがって、サブコイルに流れる電流値によ
って陽極ターゲットの回転状態を判定する場合、ステー
タの温度あるいはステータ用電源電圧の変動が補正さ
れ、陽極ターゲットの回転状態の判定精度が向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
を参照して説明する。符号１１は、回転陽極型Ｘ線管を
構成する外囲器で、外囲器１１の内部に陰極１２および
陽極ターゲット１３が対向するように、そして、偏心し
て配置されている。陽極ターゲット１３は回転機構部１
４に連結され、回転機構部１４を囲む外囲器１１外側に
はステータ１５が配置されている。この構成において、
ステータ１５に電流が流れると、ステータ１５は陽極タ
ーゲット１３を回転させる回転力を発生し、回転機構部
１４を駆動状態にする。そして、回転機構部１４の働き
で陽極ターゲット１３が回転する。

【００１７】上記した構造の回転陽極型Ｘ線管を製造す
る場合、その排気工程において、回転陽極型Ｘ線管は排
気装置１６内に収納される。また、陽極ターゲット１３
は正の高電位に、陰極１２は負の電位に設定される。そ
して、陰極１２から放出された電子によって陽極ターゲ
ット１３が照射され、陽極ターゲット１３は高温度とな
り、陽極ターゲット１３のガス出しが行われる。このと
き、外囲器１１は排気管１７を介して真空ポンプＰに接
続されている。

【００１８】ここで、陽極ターゲット１３を正の高電位
に、また、陰極１２を負の電位に設定する回転陽極型Ｘ
線管の電源回路について図２を参照して説明する。符号
２１ａ、２１ｂおよび２２ａ、２２ｂは交流電源（図示
せず）に接続された入力端子で、入力端子２１ａ、２１
ｂはリレー接点２３ａ、２３ｂを通して、Ｘ線管用高圧
電源を構成するトランスＴ１の一次側に接続されてい
る。トランスＴ１の二次側には整流ダイオードＤ１、Ｄ
２が接続され、整流ダイオードＤ１、Ｄ２で整流された
高電圧が回転陽極型Ｘ線管２４の陽極２４ａと陰極２４
ｂ間に印加される構成になっている。

【００１９】また、入力端子２２ａ、２２ｂはリレー接
点２５ａ、２５ｂを通して、Ｘ線管用低圧電源を構成す
るトランスＴ２の一次側に接続されている。そして、ト
ランスＴ２の二次側は陰極２４ｂに接続され、陰極２４
ｂに加熱電流を供給する構成になっている。なお、陽極
２４ａと陰極２４ｂ間には、高圧部に流れる電流を測定
する電流測定器２６が接続されている。

【００２０】次に、回転陽極型Ｘ線管の駆動状態を制御
する回転陽極型Ｘ線管の駆動回路について図３を参照し
て説明する。符号３１ａ、３１ｂは、ステータ用の電源
端子で、電源端子３１ａ、３１ｂ間には電圧測定器Ｖが
接続されている。また、電源端子３１ａ、３１ｂ間に
は、ステータのメインコイル３２ａに流れる電流を測定
するメインコイル電流測定器Ａ１が直列に接続されてい
る。なお、メインコイル電流測定器Ａ１や電圧測定器Ｖ
は演算装置３３に接続されている。そして、演算装置３
３は、オペアンプ等で構成された比較器３４の基準端子
Ｂに接続されている。

【００２１】電源端子３１ａ、３１ｂ間には、さらに、
ステータのサブコイル３２ｂや進相コンデンサ３５、サ
ブコイル３２ｂに流れる電流を測定するサブコイル電流
測定器Ａ２がそれぞれ接続されている。なお、サブコイ
ル電流測定器Ａ２は比較器３４の比較端子Ａに接続され
ている。また、比較器３４の出力端はリレー３６に接続
されている。

【００２２】上記した構成において、電源端子３１ａ、
３１ｂ間から電力が供給されると、メインコイル３２ａ
やサブコイル３２ｂに電流が流れる。これによって、回
転機構部３７が駆動状態になり、回転機構部３７に連結
した陽極ターゲット（図示せず）が回転状態に入る。

【００２３】このとき、サブコイル電流測定器Ａ２で測
定されたサブコイル電流値は比較値ＩｓＴに変換され、
比較器３４の比較端子Ａに供給される。また、メインコ
イル電流測定器Ａ１で測定されたメインコイル電流値や
電圧測定器Ｖで測定された電圧値は、演算装置３３に供
給される。そして、演算装置３３では、メインコイル電
流値や電圧値をもとに演算が行われ基準値ＩｓＳが生成
され、この基準値ＩｓＳが比較器３４の基準端子Ｂに供
給される。

【００２４】比較器３４では、サブコイル電流測定器Ａ
ｓで測定されたサブコイル電流値ＩｓＴと、演算装置３
３から供給された基準値ＩｓＳが比較される。この比較
で、例えば、基準値ＩｓＳ≦比較値ＩｓＴの場合は、陽
極ターゲットの回転は低下していないと判定され、陽極
ターゲットに対する電子照射が継続される。基準値Ｉｓ
Ｓ＞比較値ＩｓＴの場合は、陽極ターゲットの回転が低
下したと判定される。したがって、このとき、比較器３
４から駆動停止用の制御信号が出力され、リレー回路３
６を動作させる。リレー回路３６の動作で、例えば、図
２のリレー接点２３ａ、２３ｂおよび２５ａ、２５ｂが
離れ、回転陽極型Ｘ線管への電源供給が切断され、電子
の照射が中止される。

【００２５】ここで、演算装置３３において、ステータ
の温度やステータ用電源電圧の変動を補正した基準値Ｉ
ｓＳを生成する方法について説明する。

【００２６】（１）温度変動に対する補正 メインコイル電流測定器Ａ１で検出されるメインコイル
電流値（Ｉｍ）は、主としてステータの温度で変化し、
陽極ターゲットの回転数による変化は少ない。このよう
な関係を利用して、メインコイル電流値（Ｉｍ）の変化
を温度係数として利用し、温度変動を補正した基準値Ｉ
ｓＳを生成する。

【００２７】例えば、メインコイル電流値（Ｉｍ）やサ
ブコイル電流値（Ｉｓ）の温度による変化をあらかじめ
実測する。このとき、メインコイル電流値（Ｉｍ）の変
化をΔＩｍ、サブコイル電流値（Ｉｓ）の変化をΔＩ
ｓ、そして温度変化をΔＴとすると、メインコイルの温
度係数（Ｋｍ）やサブコイルの温度係数（Ｋｓ）は次の
（１）、（２）式で表される。

【００２８】Ｋｍ＝ΔＩｍ／ΔＴ［Ａ／℃］……（１） Ｋｓ＝ΔＩｓ／ΔＴ［Ａ／℃］……（２） 次に、ステータを駆動する電源の基準電圧値をＥ0 と
し、また、ステータの基準温度（例えば０℃）における
メインコイル電流値（Ｉｍ）やサブコイル電流値（Ｉ
ｓ）をそれぞれＩｍ0 、Ｉｓ0 とすると、任意温度（Ｔ
℃）におけるメインコイル電流値（ＩｍＴ）やサブコイ
ル電流値（ＩｓＴ）は次の（３）、（４）式で表され
る。

【００２９】ＩｍＴ＝Ｉｍ0 −Ｋｍ・Ｔ……（３） ＩｓＴ＝Ｉｓ0 −Ｋｓ・Ｔ……（４） （３）、（４）式の関係、そして温度補償係数をＫ１
（Ｋ１＝Ｋｓ／Ｋｍ）とすると、任意温度（Ｔ℃）にお
けるサブコイル電流値（ＩｓＴ）は、次の（５）式で表
される。（５）式から分かるように、サブコイル電流値
（ＩｓＴ）の値が、その温度におけるメインコイル電流
値ＩｍＴから計算される。

【００３０】 ＩｓＴ＝Ｉｓ0 −Ｋ１・（Ｉｍ0 −ＩｍＴ）……（５） したがって、（５）式のサブコイル電流値（ＩｓＴ）が
基準値ＩｓＳとして利用される。

【００３１】なお、基準温度（例えば０℃）における基
準値ＩｓＳをＩｓＳ0 とすると、ＩｓＳはＩｓＴと同様
に、任意温度ＩｍＴから次の（６）式で求められる。

【００３２】 ＩｓＳ＝ＩｓＳ0 −Ｋ１・（Ｉｍ0 −ＩｍＴ）……（６） （２）電源電圧の変動に対する補正 電源電圧の変動が±１０％の範囲では、メインコイルや
サブコイルに流れる電流は電源電圧の変動にほぼ比例し
て増減する。したがって、電圧補償係数Ｋ２を（７）式
で表し、（６）式を（７）式で補正すれば電圧変動分を
補正した基準値ＩｓＳが求められる。

【００３３】Ｋ２＝Ｅｘ／Ｅ0 ……（７） （Ｅｘ：電源電圧が変動した時の電圧） ＩｓＳ＝Ｋ２・ＩｓＳ0 −Ｋ１・（Ｋ２・Ｉｍ0 −ＩｍＴ）……（８） なお、（８）式のＫ１やＩｓＳ0 、Ｉｍ0 は実測したデ
ータから決定される。また、Ｅｘは電圧測定器Ｖの測定
データから、そして、ＩｍＴはメインコイル電流測定器
Ａ１の測定データから求められ、これらの各データによ
って電源電圧の変動を補正した基準値ＩｓＳが決定され
る。

【００３４】このようにして求められた基準値ＩｓＳと
サブコイル電流測定器Ａ２から得られた比較値ＩｓＴが
比較され、基準値ＩｓＳ＞比較値ＩｓＴの場合は、サブ
コイル電流が低下、すなわち陽極ターゲットの回転が低
下したと判断され電子照射が中止される。なお、電子照
射の中止は回転陽極型Ｘ線管の陰極電流をオフ、例えば
プレヒート電流まで下げ、再開時に改めてオンに設定さ
れる。

【００３５】

【発明の効果】この発明によれば、回転陽極型Ｘ線管の
駆動状態を高精度で制御できる回転陽極型Ｘ線管の駆動
制御装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を説明するための概略の構
造図である。

【図２】本発明の実施の形態に使用される回転陽極型Ｘ
線管の電源回路を示す回路図である。

【図３】本発明の実施の形態に使用される回転陽極型Ｘ
線管の駆動制御回路を示す回路図である。

【図４】回転陽極型Ｘ線管におけるステータのサプコイ
ル電流と陽極ターゲットの回転数との関係を示す特性曲
線図である。

【図５】従来例を説明する回路図である。

【符号の説明】

１１…真空外囲器、 １２…陰極、 １３…陽極ターゲット、 １４…回転機構部 １５…ステータ、 １６…排気装置 ３１ａ、３１ｂ…電源端子 ３２ａ…メインコイル、 ３２ｂ…サプコイル、 ３３…演算装置 ３４…比較器 ３５…進相コンデンサ ３６…リレー ３７…回転機構部 Ａ１、Ａ２…電流測定器 Ｖ…電圧測定器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陰極や陽極ターゲットが外囲器内に収納
   された回転陽極型Ｘ線管と、この回転陽極型Ｘ線管を駆
   動する電源と、メインコイルおよぴサブコイルを有し、
   前記陽極ターゲットの回転力を発生するステータと、前
   記サブコイルに流れる電流を測定するサブコイル電流測
   定器と、このサブコイル電流測定器で測定された電流値
   と基準値を比較し、前記サブコイルに流れる電流値が減
   少した場合に、前記回転陽極型Ｘ線管と前記電源間の接
   続を断にする比較器とを具備した回転陽極型Ｘ線管の駆
   動制御装置において、前記メインコイルに流れる電流を
   測定するメインコイル電流測定器と、このメインコイル
   電流測定器で測定されたメインコイル電流値を用いて前
   記基準値を生成する演算装置とを設けたことを特徴とす
   る回転陽極型Ｘ線管の駆動制御装置。
2. 【請求項２】 陰極や陽極ターゲットが外囲器内に収納
   された回転陽極型Ｘ線管と、この回転陽極型Ｘ線管を駆
   動する電源と、メインコイルおよぴサブコイルを有し、
   前記陽極ターゲットの回転力を発生するステータと、前
   記サブコイルに流れる電流を測定するサブコイル電流測
   定器と、このサブコイル電流測定器で測定された電流値
   と基準値を比較し、前記サブコイルに流れる電流値が減
   少した場合に、前記回転陽極型Ｘ線管と前記電源間の接
   続を断にする比較器とを具備した回転陽極型Ｘ線管の駆
   動制御装置において、前記サブコイルに加えられるステ
   ータ用電源電圧を測定する電圧測定器と、この電圧測定
   器で測定された電圧値を用いて前記基準値を生成する演
   算装置とを設けたことを特徴とする回転陽極型Ｘ線管の
   駆動制御装置。
3. 【請求項３】 陰極や陽極ターゲットが外囲器内に収納
   された回転陽極型Ｘ線管と、この回転陽極型Ｘ線管を駆
   動する電源と、メインコイルおよぴサブコイルを有し、
   前記陽極ターゲットの回転力を発生するステータと、前
   記サブコイルに流れる電流を測定するサブコイル電流測
   定器と、このサブコイル電流測定器で測定された電流値
   と基準値を比較し、前記サブコイルに流れる電流値が減
   少した場合に、前記回転陽極型Ｘ線管と前記電源間の接
   続を断にする比較器とを具備した回転陽極型Ｘ線管の駆
   動制御装置において、前記メインコイルに流れる電流を
   測定するメインコイル電流測定器と、前記サブコイルに
   加えられるステータ用電源電圧を測定する電圧測定器
   と、前記メインコイル電流測定器で測定されたメインコ
   イル電流値および前記電圧測定器で測定された電圧値を
   用いて前記基準値を生成する演算装置とを設けたことを
   特徴とする回転陽極型Ｘ線管の駆動制御装置。