KR102470380B1

KR102470380B1 - X선관 및 x선 발생 장치

Info

Publication number: KR102470380B1
Application number: KR1020197019773A
Authority: KR
Inventors: 가즈타카 스즈키
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2022-11-24
Also published as: EP3618093A4; CN110582831A; KR20200002784A; WO2018198517A1; JP2018190526A; US20200098539A1; US11004646B2; JP6867224B2; EP3618093A1; CN110582831B

Abstract

X선관은, 진공의 내부 공간을 가지는 진공 케이스와, 내부 공간에 배치되고, 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과 타겟을 지지하고 또한 타겟에서 발생한 X선을 투과시키는 타겟 지지부를 포함하는 타겟부와, 타겟 지지부와 대향하도록 마련되고, 진공 케이스의 개구부를 씰링하고, 타겟 지지부를 투과한 X선을 투과시키는 X선 출사창을 구비하며, X선 출사창의 적어도 일부는, 타겟 지지부와 접촉하고 있다.

Description

X선관 및 X선 발생 장치

본 발명의 일측면은, X선관 및 X선 발생 장치에 관한 것이다.

종래의 X선관으로서, 특허 문헌 1에 기재된 고정 양극 X선관이 알려져 있다. 특허 문헌 1에 기재된 고정 양극 X선관에서는, 진공 케이스(양극 베이스)의 내부에서, 타겟 기판에 형성된 타겟에 열전자가 충돌하여, X선을 발생시킨다. 발생한 X선은, 타겟 기판을 투과하고, 또한, 진공 케이스에 장착된 X선 출사창(창판(窓板))을 투과하여, 피사체에 조사된다.

특허 문헌 1 : 일본특허공개 평4－262348호 공보

상술한 바와 같은 X선관에서는, 타겟의 방열성을 향상시키고, 열에 의한 타겟의 손상을 억제하는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명의 일측면은, 열에 의한 타겟의 손상을 억제할 수 있는 X선관 및 X선 발생 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 일측면에 관한 X선관은, 진공의 내부 공간을 가지는 진공 케이스와, 내부 공간에 배치되고, 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생하는 타겟과 타겟을 지지하고 또한 타겟에서 발생한 X선을 투과시키는 타겟 지지부를 포함하는 타겟부와, 타겟 지지부와 대향하도록 마련되고, 진공 케이스의 개구부를 씰링하고, 타겟 지지부를 투과한 X선을 투과시키는 X선 출사창을 구비하며, X선 출사창의 적어도 일부는, 타겟 지지부와 접촉하고 있다.

이 X선관에서는, X선 출사창의 적어도 일부가 타겟 지지부와 접촉하고 있기 때문에, 타겟의 열을 타겟 지지부를 통해서 X선 출사창으로 열전도에 의해서 전달할 수 있다. 이것에 의해, 타겟의 방열성을 높여, 열에 의한 타겟의 손상을 억제하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 X선관에서는, X선 출사창의 X선 출사 방향으로부터 볼 때, 타겟 지지부는, X선 출사창에 포함되어 있어도 괜찮다. 이 구성에 의하면, 타겟의 열을 타겟 지지부를 통해서 X선 출사창에 의해 방열시키는 효율(이하, 간단하게 「방열 효율」이라고도 함)을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 X선관에서는, X선 출사창의 일부는, 타겟 지지부와 접촉하고, X선 출사창의 타부(他部)는, 타겟 지지부와 이간하고 있어도 괜찮다. 이 구성에 의하면, X선 출사창의 일부를 타겟 지지부에 접촉시켜 타겟의 방열성을 높이면서, X선 출사창의 타부를 타겟 지지부와 이간시킴으로써, 내부 공간의 진공 유지에 기인하는 응력의 영향이 타겟 지지부에 미치는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 일측면에 관한 X선관에서는, X선 출사창의 일부는, 타겟 지지부에서의 타겟의 전자 입사 영역과 대향하는 영역이며, X선 출사창의 타부는, X선 출사창의 둘레 가장자리부라도 괜찮다. 이 구성에 의하면, 특히 고온화되기 쉬운 영역에 X선 출사창을 접촉시킬 수 있어, 방열 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 X선관에서는, X선 출사창은, 타겟 지지부측으로 돌출되어 타겟 지지부와 접촉하는 볼록 형상을 가지고 있어도 괜찮다. 이 경우, X선 출사창과 타겟 지지부를 접촉시키기 위해서 타겟 지지부에서 필요로 하는 구성을 줄일 수 있다. 타겟 지지부의 구성의 자유도를 높일 수 있다.

본 발명의 일측면에 관한 X선관에서는, 타겟 지지부는, X선 출사창측으로 돌출되어 X선 출사창과 접촉하는 볼록 형상을 가지고 있어도 괜찮다. 이 경우, 타겟 지지부에 의해 X선 출사창을 지지할 수 있다. 이것에 의해, X선 출사창의 두께를 얇게 할 수 있고, X선 출사창의 X선 출사 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 X선관은, 타겟부를 전자빔의 입사 방향과 교차하는 방향을 따라서 이동시키는 타겟 이동부를 구비하고 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 타겟 이동부에 의해 타겟부를 이동시킴으로써, 타겟을 이동시켜 타겟에서의 전자빔의 입사 개소를 변경시킬 수 있다. 타겟의 수명 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 X선관은, 타겟부를 X선 출사창에 가까워지는 방향으로 압압(押壓)하는 탄성 부재를 구비하고 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 타겟을 X선 출사창에 가까이 할 수 있어, X선 초점으로부터 피검체(被檢體)까지의 거리인 FOD(Focus　to　Object　Distance)를 작게 하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 X선 발생 장치는, 상기 X선관과, X선관의 적어도 일부를 수용함과 아울러, 절연유가 봉입된 케이스와, X선관에 급전부(給電部)를 매개로 하여 전기적으로 접속된 전원부를 구비한다.

이 X선 발생 장치에서도, 상기 X선관에 의해, 열에 의한 타겟의 손상을 억제하는 것이 가능해진다고 하는 상기 효과가 나타내어진다.

본 발명의 일측면에 의하면, 열에 의한 타겟의 손상을 억제할 수 있는 X선관 및 X선 발생 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

도 1은, 실시 형태에 관한 X선 발생 장치를 나타내는 종단면도이다.
도 2는, 실시 형태에 관한 X선관을 나타내는 종단면도이다.
도 3은, 실시 형태에 관한 X선관의 X선 출사측을 나타내는 종단면도이다.
도 4의 (a)는, 도 3의 타겟부의 이동을 설명하는 확대 종단면도이고, 도 4의 (b)는, 도 3의 타겟부의 이동을 설명하는 다른 확대 종단면도이다.
도 5는, 도 3의 타겟부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은, 도 3의 타겟 이동판의 하면측을 나타내는 사시도이다.
도 7은, 변형예에 관한 X선관의 타겟부의 이동을 설명하는 확대 종단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명을 생략한다.

도 1은, 실시 형태에 관한 X선 발생 장치를 나타내는 종단면도이다. 도 2는, 실시 형태에 관한 X선관을 나타내는 종단면도이다. 도 1에 나타내어지는 바와 같이, X선 발생 장치(100)는, 예를 들면, 피검체(被檢體)의 내부 구조를 관찰하는 X선 비파괴 검사에 이용되는 미소 초점 X선원이다. X선 발생 장치(100)는, X선관(1), 케이스(C) 및 전원부(80)를 구비한다.

도 2에 나타내어지는 바와 같이, X선관(1)은, 타겟(T)에 대해서, 전자총(110)으로부터의 전자빔(B)이 입사하는 것에 의해 발생하고 또한 당해 타겟(T) 자신을 투과한 X선(X)을, X선 출사창(30)으로부터 출사하는 투과형의 X선관이다. X선관(1)은, 진공의 내부 공간(R)을 가지는 진공 케이스(10)를 구비한, 부품 교환 등이 불필요한 진공 씰링형의 X선관이다.

진공 케이스(10)는, 대략 원기둥 모양의 외형을 나타낸다. 진공 케이스(10)는, 금속 재료(예를 들면 스테인리스강)에 의해 형성된 헤드부(4)와, 절연성 재료(예를 들면 유리)에 의해 형성된 절연 벌브(2)를 구비한다. 헤드부(4)에는, X선 출사창(30)이 고정되어 있다. 헤드부(4)는, 본체부(11) 및 상부 덮개(12)를 가진다. 절연 벌브(2)에는, 전자총(110)이 고정되어 있다. 절연 벌브(2)는, X선 출사창(30)과 대향하는 단부측으로부터 X선 출사창(30)측을 향해 꺾어 접어져 연장되어 형성된 오목부(116)를 가진다. 또, 절연 벌브(2)는, 오목부(116)의 X선 출사창(30)측의 단부를 씰링하도록 마련된 스템부(stem部)(115)를 가진다. 스템부(115)는, 급전(給電) 등에 이용하는 스템 핀(S)을 매개로 하여 내부 공간(R)의 소정 위치에서 전자총(110)을 유지한다. 즉, 오목부(116)에 의해서, 헤드부(4)와 전자총(110)과의 연면(沿面) 거리를 늘려 내전압 특성을 향상시킴과 아울러, 내부 공간(R) 내에서 전자총(110)을 타겟(T)에 가까이 하여 배치함으로써, 전자빔(B)을 미소(微小) 초점화시키기 쉽게 하고 있다.

전자총(110)은, 통전에 의해서 발열하는 필라멘트에 의해 형성된 히터(111)와, 히터(111)에 의해서 가열되어 전자 방출원이 되는 캐소드(112)와, 캐소드(112)로부터 방출되는 전자의 양을 제어하는 제1 그리드 전극(113)과, 제1 그리드 전극(113)을 통과한 전자를 타겟(T)을 향해서 집속(集束)하는 원통 모양의 제2 그리드 전극(114)을 구비한다. X선관(1)은, 후술의 통 부재(70)의 일단측에 고정되어 있다. 또, X선관(1)에는, 도시하지 않은 배기관이 부설(附設)되고, 이 배기관을 매개로 하여 내부가 진공 퍼지되는 것에 의해서 진공 씰링되어 있다.

X선 발생 장치(100)의 케이스(C)는, 통 부재(70)와, 전원부(80)를 수용하는 전원부 케이스(84)를 구비한다. 통 부재(70)는, 금속에 의해 형성되어 있다. 통 부재(70)는, 그 양단에 개구를 가지는 원통 모양을 나타낸다. 통 부재(70)는, 그 일단측의 개구(70a)에 X선관(1)의 절연 벌브(2)가 삽입되어 있다. 이것에 의해, 통 부재(70)는, X선관(1)의 적어도 일부를 수용한다. 통 부재(70)의 일단면에는, X선관(1)의 장착 플랜지(3)가 맞닿아지고 또한 나사 등에 의해 고정되어 있다. 이것에 의해, X선관(1)은, 통 부재(70)의 개구(70a)에서 고정되면서, 개구(70a)를 씰링하고 있다. 통 부재(70)의 내부에는, 액상(液狀)의 전기 절연성 물질인 절연유(絶緣由)(71)가 봉입(封入)되어 있다.

전원부(80)는, X선관(1)에 전력을 공급하는 기능을 가진다. 전원부(80)는, 에폭시 수지로 이루어지는 절연 블록(81)과, 절연 블록(81) 중에 몰드된 고전압 발생 회로를 포함하는 내부 기판(82)을 가지며, 직사각형 상자 모양을 나타내는 전원부 케이스(84)에 수용된다. 전원부(80)에는, 통 부재(70)의 타단측(X선관(1)측인 일단측과는 반대측)이 고정되어 있다. 이것에 의해, 통 부재(70)의 타단측의 개구(70b)가 씰링되고, 절연유(71)가 통 부재(70)의 내부에 기밀하게 봉입된다.

절연 블록(81) 상에는, 내부 기판(82)에 전기적으로 접속된 원통 모양의 소켓을 포함하는 고압 급전부(90)가 배치되어 있다. 전원부(80)는, 고압 급전부(90)를 매개로 하여 X선관(1)에 전기적으로 접속되어 있다. 보다 상세하게는, 고압 급전부(90)의 X선관(1)측인 일단측이, X선관(1)의 절연 벌브(2)의 오목부(116) 내에 삽입되어 스템부(115)로부터 돌출되는 스템 핀(S)과 전기적으로 접속되어 있다. 이것과 함께, 고압 급전부(90)의 전원부(80)측인 타단측이, 내부 기판(82)에 전기적으로 접속된 상태에서 절연 블록(81)에 고정되어 있다. 절연 블록(81)에는, X선관(1)과 동축(同軸)의 고리 모양의 벽부(83)가, X선관(1) 및 통 부재(70)와 이간한 상태에서, 통 부재(70)와 전원부(80)와의 접속부를 고압 급전부(90)로부터 차폐하도록 돌출되어 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 타겟(T)(애노드)을 접지 전위로 하고, 전원부(80)로부터는 마이너스의 고전압(예를 들면 -10kV ~ －500kV)이 고압 급전부(90)를 통해서 전자총(110)에 공급된다.

도 3은, 실시 형태에 관한 X선관의 X선 출사측을 나타내는 종단면도이다. 도 4는, 타겟부의 이동을 설명하는 확대 종단면도이다. 도 5는, 타겟부를 나타내는 분해 사시도이다. 도 3 및 도 4에 나타내어지는 바와 같이, X선관(1)은, 진공 케이스(10)와, 타겟부(20)와, X선 출사창(30)과, 탄성 부재(40)와, 이동 기구(타겟 이동부)(50)를 구비한다.

또, 본 실시 형태의 설명에서는, X선관(1)이 X선을 출사하는 방향측을 간단하게 「X선 출사측」 또는 「상측」이라고 칭한다. 또, X선관(1)의 관축(管軸)을 「축(TA)」, 전자빔(B)의 타겟(T)으로의 입사 방향축을 「축(BA)」, 및, X선(X)의 출사 방향축을 「축(XA)」이라고 하면, 본 실시 형태에서는, 전자총(110)으로부터 출사된 전자빔(B)은, 축(TA)과 동축이 되도록 내부 공간(R)을 타겟(T)을 향해 진행하고, 축(TA) 상에서 타겟(T)에 수직으로 입사하여, X선을 발생시킨다. 즉, 축(TA), 축(BA), 축(XA)은 모두 동축으로 되어 있기 때문에, 이들을 한꺼번에 축(AX)이라고도 칭한다.

진공 케이스(10)의 X선 출사측에는, 내부 공간(R)을 형성하는 벽부로서 헤드부(4)를 구비한다. 헤드부(4)는, 금속 재료(예를 들면 스테인리스강)에 의해 형성된 본체부(11) 및 상부 덮개(12)를 포함한다. 헤드부(4)는, 전위적으로 X선관(1)의 애노드에 상당한다. 본체부(11)는, 원통 모양을 나타낸다. 본체부(11)는, 전위적으로 X선관(1)의 애노드에 상당한다. 본체부(11)는, 양단에 개구를 구비한, 축(AX)과 동축의 대략 원통 모양을 나타낸다. 본체부(11)에서의 X선 출사측의 일단측의 개구(11a)에는, 상부 덮개(12)가 고정되어 있다. 본체부(11)는, 전자총(110)측의 타단측의 개구에서, 축(AX)과 동축의 절연 벌브(2)와 연통한다(도 2 참조). 본체부(11)의 벽면의 일부에는, 이동 기구(50)를 수용하는 수용 공간(I)이 되는 오목부가 형성되어 있다. 수용 공간(I)의 지름 방향 내측 또한 상측은, 연통 구멍(11b)을 통해서 내부 공간(R)과 연통한다. 연통 구멍(11b)에는, 이동 기구(50)의 후술의 핀(51)이 삽입 통과되어 있다.

상부 덮개(12)는, 본체부(11)와 전기적으로 접속된 상태에서, 본체부(11)에서의 X선 출사측의 일단측의 개구(11a)를 막도록 마련되어 있다. 상부 덮개(12)는, 축(AX)과 동축의 원판 모양을 나타낸다. 상부 덮개(12)의 상면에는, 당해 상부 덮개(12)와 동심(同心)의 단면이 원형인 오목부(13)가 형성되어 있다. 오목부(13)의 저면에는, 상부 덮개(12)와 동심의 단면이 원형인 개구부(14)가 형성되어 있고, 축(AX)과 동축의 X선 통과 구멍으로 되어 있다.

진공 케이스(10)는, 지지대(탄성 부재 지지부)(15)를 더 포함한다. 지지대(15)는, 축(AX)과 동축으로 배치된 원판 모양을 나타낸다. 지지대(15)는, 내부 공간(R)에서, 타겟(T)(타겟부(20))의 배치 공간과 전자총(110)의 배치 공간을 나누도록, 상부 덮개(12)에 대해서 소정 간격을 두고 평행하게 배치되어 있다. 지지대(15)는, 타겟부(20)의 하측(X선 출사창(30)측과는 반대측의 전자총(110)측)에 설치되어 있다. 지지대(15) 상에는, 타겟부(20)가 탄성 부재(40)를 매개로 하여 놓여져 있다. 지지대(15)는, 타겟부(20)를 탄성 부재(40)를 매개로 하여 지지한다. 지지대(15)에는, 축(AX)과 동축, 즉 당해 지지대(15)와 동심의 단면이 원형인 관통공 으로서 타겟(T)을 향하는 전자빔(B)이 통과하는 전자빔 통과 구멍(16)이 형성되어 있다. 타겟(T)(타겟부(20))의 배치 공간과 전자총(110)의 배치 공간은, 적어도 전자빔 통과 구멍(16)을 통해서 연통되어 있다.

타겟부(20)는, 내부 공간(R)에 배치되어 있다. 타겟부(20)는, 타겟(T), 타겟 이동판(타겟 유지부)(21) 및 타겟 지지 기판(타겟 지지부)(23)을 가진다. 타겟(T)은, 전자빔(B)의 입사에 의해 X선을 발생시킨다. 타겟(T)으로서는, 예를 들면 텅스텐이 이용되고 있다. 타겟(T)은, 후술하는 바와 같이, 적어도 타겟 지지 기판(23)의 하면에 막(膜) 모양으로 형성되어 있다.

타겟 이동판(21)은, 타겟(T) 및 타겟 지지 기판(23)을 유지한다. 타겟 이동판(21)은, 전자빔(B)의 입사 방향(조사 방향)과 교차하는 소정 방향인 이동 방향(A)을 따라서, 타겟(T)을 이동시킨다. 여기서의 이동 방향(A)은, 타겟(T)에 대한 전자빔(B)의 입사 방향, 즉 축(BA(축(AX)))에 대해서 직교하는 방향으로서, 진공 케이스(10)의 지름 방향이다. 타겟 이동판(21)은, 축(BA)(축(AX))을 따른 방향으로 연장되는 중심축을 가진 원판 모양을 나타낸다. 타겟 이동판(21)은, 당해 중심축이 이동 방향(A)을 따라서 평행 이동하도록 이동 기구(50)에 의해서 이동된다. 타겟 이동판(21)은, 열전도성이 일정값보다도 높고, 또한, 열팽창율이 타겟 지지 기판(23)에 가까우며, 타겟 지지 기판(23)보다도 마찰에 의한 파손 또는 이물(異物) 발생이 적은 재료로 형성되어 있다. 예를 들면 타겟 이동판(21)은, 몰리브덴으로 형성되어 있다. 타겟 이동판(21)은, 상부 덮개(12)의 내벽면과 맞닿음과 아울러, 상부 덮개(12)와 평행하게 배치되어 있다.

타겟 이동판(21)의 상면에는, 타겟 이동판(21)과 동축의 원형 볼록부(24)가 형성되어 있다. 원형 볼록부(24)는, 타겟 이동판(21)과 상부 덮개(12)가 맞닿은 상태에서, 상부 덮개(12)의 개구부(14) 내에 진입한다. 원형 볼록부(24)는, 개구부(14)의 내경보다도 작은 외경을 가진다. 보다 상세하게는, 원형 볼록부(24)는, 개구부(14)가 구성하는 후술의 공간(R2) 내에서 이동 방향(A)을 따라서 소정 거리 이동 가능한 외형을 가진다. 원형 볼록부(24)에는, 타겟 이동판(21)과 동심의 단면이 원형인 관통공(25)이 형성되어 있고, 이 관통공(25)은, 타겟(T)을 향하는 전자빔(B)이 통과하는 전자빔 통과 구멍이 된다. 타겟 이동판(21)은, 이동 기구(50)의 핀(51)이 삽입되는 구멍으로서 이동 방향(A)에서의 일방측에 형성된 구멍부(27)를 가진다. 타겟 이동판(21)은, 구멍부(27)를 통해서 이동 기구(50)에 접속되어 있다.

도 2~도 5에 나타내어지는 바와 같이, 타겟 지지 기판(23)은, 타겟(T)을 지지한다. 타겟 지지 기판(23)은, 타겟(T)에서 발생한 X선을 투과시키는 제1 X선 투과창을 구성한다. 타겟 지지 기판(23)은, 원판 모양을 나타낸다. 타겟 지지 기판(23)은, 예를 들면 다이아몬드 또는 베릴륨 등의 X선 투과성이 높은 재료로 형성되어 있다. 타겟 지지 기판(23)의 두께는 50μm~500μm 로서, 본 실시 형태에서는 250μm이다. 타겟 지지 기판(23)의 외경은, 타겟 이동판(21)의 원형 볼록부(24)의 외경에 대응해도 괜찮다. 또, 타겟 지지 기판(23)의 외경은, 원형 볼록부(24)의 외경에 대해서 크거나 작아도 괜찮다. 타겟 지지 기판(23)은, 원형 볼록부(24) 상에, 관통공(25)을 막도록 고리 모양의 씰 부재(28)를 매개로 하여 마련되어 있다. 씰 부재(28)는, 타겟 이동판(21)과 타겟 지지 기판(23)을 접합한다. 씰 부재(28)는, 예를 들면 알루미늄으로 형성되어 있다. 타겟 지지 기판(23) 및 씰 부재(28)는, 타겟 이동판(21)과 동축으로 배치되어 있다.

도 4에 나타내어지는 바와 같이, 타겟 지지 기판(23)의 하면에는, 타겟(T)이 막 모양으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 타겟 지지 기판(23)의 하면, 타겟 이동판(21)의 관통공(25)의 내면 및 타겟 이동판(21)의 하면을 포함하는 영역에, 타겟(T)이 증착에 의해서 막 모양으로 형성되어 있다. 타겟(T)의 막 두께는 0.5μm~10μm 로서, 본 실시 형태에서는 2μm이다.

X선 출사창(30)은, 진공 케이스(10)의 상부 덮개(12)에서, 타겟 지지 기판(23)과 대향하도록 마련되어 있다. X선 출사창(30)은, 축(AX)과 동축 방향에서 볼 때(즉, 상부로부터 볼 때, 혹은, X선 출사창(30)을 외측으로부터 대면하도록 볼 때), 항상 타겟 지지 기판(23)의 X선 출사 부분을 포함하는 크기 및 배치로 되어 있다. X선 출사창(30)은, 타겟 지지 기판(23)을 투과한 X선을 투과시키는 제2 X선 투과창을 구성한다. X선 출사창(30)은, 원판 모양을 나타낸다. X선 출사창(30)은, 예를 들면 베릴륨 또는 다이아몬드 등의 X선 투과성이 높은 재료로 형성되어 있다. X선 출사창(30)은, 상부 덮개(12)의 오목부(13)의 저면에 축(AX)과 동축으로 배치되어 있다. X선 출사창(30)은, 진공 케이스(10)의 개구부(14)를 씰링한다. 구체적으로는, X선 출사창(30)은, 개구부(14)로서 타겟부(20)와 대면하는 X선 출사 부분을 씰링하여 진공 유지한다. X선 출사창(30)의 두께는 50μm~1000μm 로서, 본 실시 형태에서는 300μm이다. X선 출사창(30)은, 그 X선 출사 방향으로부터 볼 때, 타겟 지지 기판(23)보다도 크고, 타겟 지지 기판(23)을 포함한다. 환언하면, X선 출사창(30)의 X선 출사 방향으로부터 볼 때, 타겟 지지 기판(23)은, X선 출사창(30)에 포함된다.

X선 출사창(30)의 일부는, 타겟 지지 기판(23)과 접촉한다. 구체적으로는, X선 출사창(30)의 중앙부는, 타겟 지지 기판(23)의 X선 출사창(30)측의 면인 X선 출사창 측면(23a)과 접촉한다. 보다 구체적으로는, X선 출사창(30)의 내부 공간(R)측의 면에서의, 타겟 지지 기판(23)의 타겟(T)측의 면인 타겟 측면(23b) 상에 마련된 타겟(T)의 전자 입사 영역(X선 발생 영역)(TE)과 대향하는 영역은, 타겟 지지 기판(23)의 X선 출사창 측면(23a)과 접촉한다. 전자 입사 영역(TE)은, 타겟(T)에서의 전자빔(B)이 입사되는 영역이며, 그 결과, X선(X)이 발생하는 영역이기도 하다. 도시하는 예에서는, 전자 입사 영역(TE)은, 지지대(15)의 전자빔 통과 구멍(16)에 대향하는 영역(전자빔 통과 구멍(16) 상의 영역)이다. 또, 접촉 면적으로서는, 타겟 지지 기판(23)의 X선 출사창 측면(23a)의 면적의 1%~100%로서, 보다 구체적으로는 20%~50%이다. 게다가, 접촉 영역은, 타겟 지지 기판(23)의 타겟(T)의 전자 입사 영역(TE)에서, 대략 원 모양으로 상기 범위를 만족하는 것이 효과적이다.

X선 출사창(30)의 타부는, 타겟 지지 기판(23)과 이간한다. 구체적으로는, X선 출사창(30)의 둘레 가장자리부는, 타겟 지지 기판(23)과 이간한다. X선 출사창(30)은, 타겟 지지 기판(23)측으로 돌출되어 타겟 지지 기판(23)과 접촉하는 볼록 형상을 가진다. 환언하면, X선 출사창(30)은, 그 중앙 부분이 하부로 원호 모양으로 휘는 형상을 가진다. 또, X선 출사창(30)은, 하부로 돌출되는 뿔 형상 내지 원뿔대 형상을 가져도 좋고, 적어도 그 꼭대기부에서 타겟 지지 기판(23)과 접촉한다.

탄성 부재(40)는, 타겟부(20)를 X선 출사창(30)에 가까워지는 방향으로 압압 한다. 탄성 부재(40)로서는, 예를 들면 타겟 이동판(21)과 동축의 대략 원추 형상의 코일 스프링이 이용되고 있다. 탄성 부재(40)는, 금속에 의해 형성되어 있다. 예를 들면 탄성 부재(40)는, 니켈 크롬계의 합금에 의해 형성되어 있다. 탄성 부재(40)는, 타겟부(20)가 상부 덮개(12)의 하면(진공 케이스(10)의 내벽면)에 접촉하도록 타겟부(20)를 압압한다.

탄성 부재(40)는, 타겟 이동판(21)과 지지대(15)와의 사이에 개재되어 있다. 구체적으로는, 탄성 부재(40)는, 코일 스프링의 대략 원추 형상을 압축하여, 측면의 경사가 보다 완만한 대략 원추 형상으로 변형시킨 상태에서 타겟 이동판(21)과 지지대(15)와의 사이에 배치되어 있다. 탄성 부재(40)는, 타겟 이동판(21)의 하면을 지지대(15)의 상면을 기준으로 X선 출사측으로 밀어 붙인다. 예를 들면 원추 코일 스프링인 탄성 부재(40)의 스프링 정수(定數)는, 0.01~1N/mm이며, 보다 구체적으로는, 0.05~0.5N/mm이다.

이동 기구(50)는, 탄성 부재(40)에 의해 압압된 상태의 타겟부(20)를 이동 방향(A)을 따라서 이동시키는 기구이다. 이동 기구(50)는, 나사를 이용하여 타겟부(20)를 이동시킨다. 이동 기구(50)는, 핀(51), 노브(52, knob), 나사 결합 기구(53) 및 벨로우즈(54)를 가진다.

핀(51)은, 본체부(11)의 수용 공간(I)으로부터 본체부(11)의 연통 구멍(11b)을 통해서 타겟 이동판(21)의 구멍부(27)에 삽입되어 있다. 핀(51)은, 이동 방향(A)을 따라서 진퇴(전진 및 후퇴)한다. 연통 구멍(11b)은, 핀(51)의 이동 범위 이상의 지름의 단면이 원형으로 형성되어 있다. 노브(52)는, 이동 기구(50)를 조작하는 손잡이 부분이며, 수용 공간(I)의 외부에 배치되어 있다. 나사 결합 기구(53)은, 노브(52)의 회전을 핀(51)의 직진 운동으로 변환시키는 기구이다. 벨로우즈(54)는, 수용 공간(I) 내에 마련되어 있다. 벨로우즈(54)는, 수용 공간(I)을 씰링하여 진공 유지함과 아울러, 수용 공간(I)을 진공 유지한 채로 핀(51)의 이동에 따라서 신축한다. 벨로우즈(54)는, 금속에 의해 형성되어 있고, 벨로우즈(54)로부터의 가스 방출이 억제되어 있다.

본 실시 형태에서는, 타겟 이동판(21)에서의 상면(상부 덮개(12)에 맞닿는 영역)과 상부 덮개(12)에서의 하면(타겟 이동판(21)에 맞닿는 영역) 중 적어도 일방은, 타겟 지지 기판(23)의 표면보다도 표면 거칠기가 거친 조면부(粗面部)로 되어 있다. 여기에서는, 타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면 중 적어도 일방에 조면 처리가 실시되어 있다. 타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면 중 적어도 일방의 표면 거칠기는, 예를 들면 Rz25~0.025이며, 보다 구체적으로는, Rz6.3~0.4이다.

도 6은, 타겟 이동판의 하면측을 나타내는 사시도이다. 도 4 및 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 타겟 이동판(21)의 하면에는, 타겟 이동판(21)과 동심의 링 모양 홈부(위치 결정부)(29)가 형성되어 있다. 링 모양 홈부(29)는, 그 축 방향을 따르는 단면이 직사각형 모양을 가진다. 링 모양 홈부(29)는, 그 내부에 탄성 부재(40)의 적어도 일부를 수용한다. 링 모양 홈부(29)의 내면은, 저면(29a)과, 외주 측에 존재하는 측면(29b)과, 내주측에 존재하는 측면(29c)을 포함한다. 측면(29b) 및 측면(29c)은, 저면(29a)을 지름 방향으로 사이에 두도록 대향한다. 탄성 부재(40)는, 적어도 저면(29a)에 접촉함과 아울러, 측면(29b) 및 측면(29c) 중 적어도 일방에 접촉하여 끼워 넣어진 상태에서 위치 결정되어 있다. 이것에 의해, 링 모양 홈부(29)는, 타겟 이동판(21)에 대한 탄성 부재(40)의 위치를 위치 결정한다. 또, 본 실시 형태에서는, 탄성 부재(40)는, 저면(29a), 측면(29b) 및 측면(29c) 중 어느 하나에 접촉하고, 링 모양 홈부(29)에 끼워 넣어진 상태에서 위치 결정되어 있다. 지지대(15)의 상면은, 평면으로서, 탄성 부재(40)가 이동 방향(A)으로 슬라이드 가능하게 되어 있다. 이러한 구성에 의해, 탄성 부재(40)는, 타겟부(20)와 지지대(15) 사이에서, 링 모양 홈부(29)에 수용된 상태에서 지지대(15)의 상면에 대해서 슬라이드 가능하게 유지된다. 탄성 부재(40)는, 타겟부(20)의 이동시, 링 모양 홈부(29)에 수용되고, 링 모양 홈부(29)를 구성하는 면과 접촉하는 것에 의해 링 모양 홈부(29) 내에서 위치 결정되면서 지지대(15)의 상면을 슬라이드하여, 타겟부(20)와 함께 이동한다.

타겟 이동판(21)은, 원형 볼록부(24)의 주변에, 원형 볼록부(24)를 사이에 두도록 형성된 한 쌍의 관통공(26)을 가진다. 한 쌍의 관통공(26)은, 원형 볼록부(24)의 이동 방향(A)에서의 일방측과 타방측 각각에서, 타겟 이동판(21)을 두께 방향으로 관통한다. 관통공(26)은, 내부 공간(R)에서의 타겟 지지 기판(23)과 X선 출사창(30)과의 사이에 형성된 공간(R2) 내로부터, 당해 공간(R2) 밖으로 통과한다. 관통공(26)은, 진공 케이스(10) 내의 진공 퍼지시에, 공간(R2)의 공기를 공간(R2) 밖으로 유통(流通)시킨다.

또, X선관(1)은, 이동 기구(50)에 의한 타겟부(20)의 이동을 가이드하는 가이드부(60)를 구비한다. 가이드부(60)는, 타겟 이동판(21)의 하면에 마련되어 이동 방향(A)을 따라서 장척(長尺)의 오목부(61)와, 지지대(15)의 상면에서 지지대(15)와 동심이 되도록 전자빔 통과 구멍(16)을 포위하는 원형으로 마련된 볼록부(62)를 포함하여 구성되어 있다. 타겟부(20)와 지지대(15)는, 오목부(61)의 하측면과 볼록부(62)의 상측면이 서로 접촉하지 않고 공간적으로 떨어지도록, 탄성 부재(40)의 탄성력에 의해서 이간되어 있다. 오목부(61)는, 이동 방향(A)에서 소정 길이를 가진다. 오목부(61)는, 타겟 이동판(21)의 링 모양 홈부(29)의 지름 방향 내측에, 관통공(25) 및 한 쌍의 관통공(26)을 포위한 상태에서, 타겟 이동판(21)과 동심으로 형성되어 있다. 또, 오목부(61)의 단축(短軸) 길이(이동 방향(A)과 직교하는 방향의 길이)는 볼록부(62)의 직경과 거의 동일하고, 오목부(61)의 장축 길이(이동 방향(A)에서의 소정 길이)는 볼록부(62)의 직경보다도 크다. 보다 상세하게는, 오목부(61)는, 이동 방향(A)을 따라서 볼록부(62)가 소정 거리 이동했을 때의 궤적(볼록부(62)가 통과하는 영역)을 투영시킨 형상과 대략 동일한 형상을 가지고 있다. 볼록부(62)는, 지지대(15)와 동심의 원형이고 상부로 돌출된다. 볼록부(62)는, 그 선단측이 오목부(61) 내에 진입한다.

이것에 의해, 오목부(61) 나아가서는 타겟 이동판(21)(타겟부(20))은, X선 출사 방향과 직교하는 방향 중, 이동 방향(A)에서의 소정 길이의 범위의 이동은 허용된다(볼록부(62)가 오목부(61)와 간섭하지 않는다). 한편, 오목부(61) 나아가서는 타겟 이동판(21)(타겟부(20))은, X선 출사 방향과 직교하는 방향 중, 이동 방향(A) 이외의 방향에서의 이동은 규제된다(볼록부(62)가 오목부(61)와 간섭한다).

이상과 같이 구성된 X선관(1)에서는, 내부 공간(R)에 배치된 전자총(110)으로부터 전자빔(B)이 출사되고, 이 전자빔(B)이 타겟(T)에 입사하는 것에 의해서 X선(X)이 발생한다. 발생한 X선(X)은, 타겟 지지 기판(23)을 투과한 후에 X선 출사창(30)을 투과하고, X선관(1) 밖으로 출사되어, 피검체에 조사된다.

여기서, 타겟(T)에 전자빔(B)이 입사함으로써 발생한 열은, 타겟 지지 기판(23)을 통해서 X선 출사창(出射窓)(30)에 전도되고, X선 출사창(30)에서 상부 덮개(12)등의 둘레 가장자리부로 퍼지도록 전파되어, 효율적으로 방열된다.

X선관(1)에서는, 이동 기구(50)의 노브(52)를 돌리는 것에 의해, 나사 결합 기구(53)의 나사 결합 작용으로 핀(51)이 이동 방향(A)을 따라서 이동한다. 이것에 의해, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 탄성 부재(40)에 의해 상부로 압압되어 있는 타겟부(20)는, 타겟 이동판(21)이 상부 덮개(12)의 내벽면과 슬라이드하도록 이동 방향(A)을 따라서 이동된다. 그 결과, 타겟(T)이 이동 방향(A)을 따라서 이동되고, 타겟(T)에서의 전자빔(B)이 입사되는 입사 개소가, 이동 방향(A)을 따라서 이동(변경)하게 된다. 환언하면, 타겟(T)에서의 축(BA)(축(AX))과의 교차점이, 타겟(T)의 이동 방향(A)을 따라서 이동(변경)하게 된다. 또, 타겟(T)이 이동 방향(A)을 따른 일방측으로 이동하면, 타겟(T)에서의 전자빔(B)이 입사되는 입사 개소(타겟(T)에서의 축(BA)(축(AX))과의 교차점)은, 이동 방향(A)을 따른 타방측으로 이동한다.

이상, 본 실시 형태에 관한 X선관(1) 및 X선 발생 장치(100)에서는, X선 출사창(30)의 적어도 일부가 타겟 지지 기판(23)과 접촉하고 있다. 이것에 의해, 열전도성이 나쁜 진공 내에 수용된 타겟부(20)에서의 타겟(T)의 열을, 타겟 지지 기판(23)을 통해서 X선 출사창(30)으로 열전도에 의해서 전달할 수 있다. 그 결과, 타겟(T)의 방열성을 높여, 열에 의한 타겟(T)의 손상을 억제하는 것이 가능해진다. 타겟(T)의 수명 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 실시 형태에서는, X선 출사창(30)의 X선 출사 방향으로부터 볼 때, 환언하면, 축(AX)과 동축 방향에서 볼 때(즉, 상부로부터 볼 때, 혹은, X선 출사창(30)을 외측으로부터 대면하도록 볼 때), 타겟 지지 기판(23)은, X선 출사창(30)에 포함되어 있다. 이 구성에 의하면, X선 출사창(30)의 열용량이 크기 때문에, 타겟 지지 기판(23)으로부터 X선 출사창(30)에 효과적으로 열을 전달할 수 있다. 예를 들면 X선 출사창(30)이 타겟 지지 기판(23)에 포함되어 있는 경우에 비해, 방열 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 실시 형태에서는, X선 출사창(30)의 일부가 타겟 지지 기판(23)과 접촉하고, X선 출사창(30)의 타부가 타겟 지지 기판(23)과 이간하고 있다. 이 구성에 의하면, X선 출사창(30)의 일부를 타겟 지지 기판(23)에 접촉시켜 타겟(T)의 방열성을 높이면서, X선 출사창(30)의 타부를 타겟 지지 기판(23)과 이간시킴으로써, 내부 공간(R)의 진공 유지에 기인하는 응력의 영향이 타겟 지지 기판(23)에 미치는 것을 억제할 수 있다. 또, X선 출사창(30)과 타겟 지지 기판(23)이 전면적(全面的)으로 접촉하고 있으면, 타겟부(20)를 이동 방향(A)을 따라서 이동시킬 때, 양쪽 부재의 마찰에 의한 파손의 가능성이 높아지지만, 양쪽 부재의 일부가 접촉하고, 타부가 이간함으로써, 방열성과 이동성과의 양립이 가능해진다.

본 실시 형태에서는, X선 출사창(30)에서의 타겟 지지 기판(23)과 접촉하는 일부는, 타겟 지지 기판(23)에서의 타겟(T)의 전자 입사 영역(TE)과 대향하는 영역이다. X선 출사창(30)에서의 타겟 지지 기판(23)과 이간하는 타부는, X선 출사창(30)의 둘레 가장자리부이다. 이 구성에 의하면, 특히 고온화되기 쉬운 영역에 X선 출사창(30)을 접촉시킬 수 있어, 방열 효율을 향상시키는 것이 가능해진다. 타겟(T)에서 특히 발열하는 전자 입사 영역(TE)으로부터 X선 출사창(30)으로 열을 전달하기 쉽게 하는 것이 가능해진다. 또, 타겟부(20)를 이동 방향(A)을 따라서 이동시킬 때에도, X선 출사창(30)의 중앙부가 접촉하고, 둘레 가장자리부가 이간하고 있으므로, X선 출사창(30)에 걸리는 응력의 편향을 저감하면서, 어느 방향으로 이동해도 균일한 힘으로 이동시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는, X선 출사창(30)은, 타겟 지지 기판(23)측으로 돌출되어 타겟 지지 기판(23)과 접촉하는 볼록 형상을 가지고 있다. 이 경우, X선 출사창(30)과 타겟 지지 기판(23)을 접촉시키기 위해서 타겟 지지 기판(23)에서 필요로 하는 구성을 적게 할 수 있어, 타겟 지지 기판(23)의 구성의 자유도를 높일 수 있다. 따라서, 타겟 지지 기판(23)은, X선을 발생시키는데 있어서 유효한 구성을 우선시킨 상태에서 X선 출사창(30)과 접촉시키는 것이 용이하게 가능해진다.

본 실시 형태는, 타겟부(20)를 이동 방향(A)을 따라서 이동시키는 이동 기구(50)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 이동 기구(50)에 의해 타겟부(20)를 이동시킴으로써, 타겟(T)을 이동시켜 타겟(T)에서의 전자빔(B)의 입사 개소를 변경시킬 수 있다. 타겟(T)의 수명 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 실시 형태는, 타겟부(20)를 X선 출사창(30)에 가까워지는 방향으로 압압하는 탄성 부재(40)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 타겟(T)을 X선 출사창(30)에 가까이 할 수 있어, X선 초점으로부터 피검체까지의 거리인 FOD(Focus　to　Object　Distance)를 작게 하는 것이 가능해진다.

또, 본 실시 형태에서는, 이하의 효과도 나타내어진다.

타겟부(20)가 타겟 이동판(21)을 포함하고, 탄성 부재(40)가 타겟 이동판(21)을 압압하기 때문에, 타겟부(20)의 이동 및 탄성 부재(40)의 압압에 기인하는 물리적인 응력이, 타겟(T) 및 타겟 지지 기판(23)에 직접 가해지는 것을 억제할 수 있다. X선의 발생에 대한 영향이 큰 타겟(T) 및 타겟 지지 기판(23)에 물리적인 응력의 악영향이 미치는 것을 억제하여, 안정된 X선을 얻을 수 있다. 또, 타겟(T) 및 타겟 지지 기판(23)의 재료 선택시에, 물리적인 응력에 대한 강도를 고려할 필요가 없으므로, X선 발생에 관한 특성 또는 방열성을 중시한 재료 선택을 행할 수 있다.

탄성 부재(40)가 금속에 의해 형성되어 있기 때문에, 탄성 부재(40)로부터의 가스 방출을 억제할 수 있어, 안정된 X선을 얻을 수 있다. 또, X선관(1)을 진공 배기할 때에는, 보다 진공도를 높이기 위해서 가열하여 배기해도 괜찮지만, 탄성 부재(40)를 금속으로 형성함으로써, 가열에 의한 탄성 부재(40)의 재료의 변질 또는 탄성의 변화 등을 억제하는 것이 가능해진다. 타겟부(20)의 타겟 이동판(21)의 하면에, 탄성 부재(40)를 위치 결정하는 위치 결정부로서 링 모양 홈부(29)가 마련되어 있기 때문에, 탄성 부재(40)를 위치 결정하고, 탄성 부재(40)의 위치를 일정하게 유지하여(안정화하도록 유지하여), FOD의 변화를 억제하는 것이 가능해진다.

탄성 부재(40)는, 타겟부(20)와 지지대(15) 사이에서, 링 모양 홈부(29)에 수용된 상태에서 지지대(15)의 상면에 대해서 슬라이드 가능하게 유지되어 있기 때문에, 타겟부(20)의 이동시, 링 모양 홈부(29)에 탄성 부재(40)가 확실히 위치 결정되면서, 지지대(15) 상을 슬라이드하기 때문에, 타겟부(20)의 이동의 영향으로 탄성 부재(40)의 압압 방향이 변화되는 것을 억제할 수 있다. 타겟부(20)와 X선 출사창(30)과의 배치 관계를 일정하게 유지할 수 있다. 타겟부(20)의 이동시, 탄성 부재(40)를 타겟부(20)와 함께 이동시킬 수 있어, 탄성 부재(40)와 타겟부(20)와의 위치 관계를 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 당해 이동의 영향으로 타겟부(20)에 가하는 압압력이 편향되거나, 그 분포가 변화되거나 하는 것을 억제할 수 있다.

이동 기구(50)에 의한 타겟부(20)의 이동을 가이드하는 가이드부(60)를 구비하고 있기 때문에, 타겟부(20)가 의도하지 않는 방향으로 이동해 버리는 것을 억제할 수 있다. 타겟부(20)가 랜덤인 방향으로 이동해 버리는 것을 억제할 수 있기 때문에, 타겟(T)에서의 전자 입사 위치를 확실히 파악할 수 있고, 이전에 X선 발생에 이용한 부위를 재차 사용해 버리는 것을 억제할 수 있다. 가이드부(60)는, 타겟 이동판(21)에 마련된 오목부(61)와, 지지대(15)에 마련되어 오목부(61) 내에 진입하는 볼록부(62)를 가지기 때문에, 오목부(61) 및 볼록부(62)에 의해 타겟부(20)의 이동을 가이드할 수 있다. 가이드부(60)를 간이한 구성으로 실현할 수 있다.

탄성 부재(40)는, 타겟부(20)가 상부 덮개(12)의 하면에 접촉하도록 타겟부(20)를 압압하기 때문에, 타겟부(20)를 상부 덮개(12)의 하면에서 위치 결정하고, 타겟부(20)의 위치를 일정하게 유지하여(안정화하도록 유지하여), FOD의 변화를 억제하는 것이 가능해진다. 또, 타겟부(20)의 열을 상부 덮개(12)에 전달하기 쉬워지므로, 타겟(T)의 방열성을 향상시킬 수 있다.

타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면 중 적어도 일방이, 타겟 지지 기판(23)의 표면보다도 표면 거칠기가 거친 조면부로 되어 있기 때문에, 맞닿는 타겟부(20)와 진공 케이스(10)와의 사이의 접촉 면적을 저감하여, 타겟부(20)의 이동시에서의 저항을 저감하는 것이 가능해진다. 또, 타겟부(20)의 이동시에서의 저항을 저감하기 위해서는, 타겟 이동판(21)과 상부 덮개(12)와의 접촉부, 즉 타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면이 서로 다른 재료로 형성되는 것이 바람직한다. 이 점, 본 실시 형태에서는, 타겟 이동판(21)이 몰리브덴으로 형성되고, 상부 덮개(12)가 스테인리스로 형성되어 있다. 또, 진공하에서 활면(滑面) 부재가 면접촉하는 경우, 그 위치 관계를 변경하기 위해서는 큰 힘을 필요로 할 가능성이 있기 때문에, 이동 기구(50) 또는 타겟 이동판(21)의 파손 등과 같은 가능성이 있지만, 조면부를 마련함으로써, 타겟부(20)의 이동이 용이해져, 이동 기구(50) 또는 타겟 이동판(21)의 파손을 억제할 수 있다.

타겟부(20)에는, 공간(R2) 내외로 통과하는 관통공(26)이 형성되어 있기 때문에, 관통공(26)을 이용한 진공 배기를 효율적으로 행할 수 있다. 전자빔(B)의 입사에 의해서 고온화되는 타겟(T)의 근방 공간인 공간(R2)에 공기 등의 가스가 잔류하고 있으면, 당해 공간(R2) 근방의 부재(예를 들면, 타겟 지지 기판(23) 또는 X선 출사창(30) 등)가 가스와 반응하여 열화하기 쉬워진다. 그 때문에, 공간(R2)의 진공 배기를 효율 좋게 행함으로써 가스의 잔류를 억제하고, 부재의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

X선관(1)은, 진공 밀봉형의 X선관이 채용되어 있어, 메인터넌스의 번잡함을 억제할 수 있다. 탄성 부재(40) 및 벨로우즈(54)가 금속으로 형성되어 있기 때문에, 수지로 형성되는 경우에 비해, 가스 방출에 의해서 X선관(1) 내의 진공도가 저하되어 버리는 것을 억제할 수 있고, 또, 온도 내성을 높여 관구(管球) 베이킹 공정에 대응할 수 있다.

이상, 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명의 일 형태는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.

상기 실시 형태에서는, 타겟 지지 기판(23)은, X선 출사창(30)측으로 돌출되어 X선 출사창(30)과 접촉하는 볼록 형상(예를 들면, 뿔 형상 또는 원뿔대 형상)을 가지고 있어도 괜찮다. 이 경우, 타겟 지지 기판(23)에 의해 X선 출사창(30)을 지지할 수 있다. 이것에 의해, X선 출사창(30)의 두께를 얇게 할 수 있어, X선 출사창(30)의 X선 출사 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 실시 형태에서는, X선 출사창(30)에서의 타겟 지지 기판(23)에 접촉하는 부분은 특별히 한정되지 않고, X선 출사창(30)의 중앙 부분이 아니어도 좋다. X선 출사창(30) 중 어떤 개소가 타겟 지지 기판(23)에 접촉하고 있으면 좋다. X선 출사창(30)의 적어도 일부가 타겟 지지 기판(23)에 접촉하고 있으면 좋다.

상기 실시 형태에서는, 전자 입사 영역(TE)은, 타겟 이동판(21)의 관통공(25)에 대응하는 영역으로서 파악할 수도 있다. X선 출사창(30)에서의 타겟 지지 기판(23)과 접촉하는 일부는, 타겟 지지 기판(23)에서의 전자 입사 영역(TE)과 대향하는 영역의 적어도 일부를 포함하고 있으면 좋다.

상기 실시 형태에서는, 탄성 부재(40)로서 금속의 대략 원추 형상의 코일 스프링을 이용했지만, 탄성 부재(40)의 수, 재질, 구조 및 종류 등은 한정되지 않는다. 타겟부(20)를 X선 출사창(30)에 가까워지는 방향으로 압압할 수 있으면, 여러 가지의 부재를 이용할 수 있다. 예를 들면 탄성 부재(40)로서, 복수의 코일 스프링을 이용해도 괜찮고, 판 스프링을 이용해도 괜찮다. 또, 상기 실시 형태와 같이 탄성 부재 지지부인 지지대(15)를 마련하지 않고, 본체부(11) 또는 상부 덮개(12)에 탄성 부재(40)를 고정해도 괜찮다.

상기 실시 형태에서는, 타겟부(20)가 이동 방향(A)을 따라서 이동하지만, 타겟부(20)가 이동하는 방향은 한정되지 않고, 전자빔(B)의 입사 방향(도 2의 상하 방향)과 교차하는 방향이면 좋다. 또, 타겟부(20)의 이동은 직선 이동에 한정되지 않고, 예를 들면 도 7에 나타내어지는 회전 이동이라도 좋다. 도 7에 나타내어지는 예에서는, 축(AX)과 동축으로 배치된 지지대(15)에서, 원형 모양의 볼록부(62)가 축(AX)과는 편심하여 마련되어 있다. 지지대(15)의 전자빔 통과 구멍(16)은, 축(AX)과 동축으로 마련되어 있다. 한편, 타겟부(20)는, 타겟부(20) 자신이 축(AX)과는 편심하여 마련되어 있다. 타겟부(20)의 타겟 이동판(21)의 오목부(61)는, 타겟부(20)와 동심으로 마련되고, 볼록부(62)의 외경보다도 약간 큰 내경을 가지는 원형 모양을 나타내고 있다. 오목부(61)에 볼록부(62)가 진입함으로써, 타겟부(20)는, 축(AX)에 대해서 편심하여 마련되고, 볼록부(62)의 중심축임과 아울러 축(AX)에 대해서 편심한 회전축인 축(RA)을 중심으로 회전 이동이 가능하게 되어 있다. 그리고, 타겟부(20)를 도시하지 않은 이동 기구(예를 들면, 자력을 이용하여 타겟부(20)를 회전시키거나, 기어를 마련하여 회전시키거나 하는 기구)에 의해서 회전시킴으로써, 타겟부(20)가 전자빔(B)의 입사 방향과 교차하는 방향(축(RA)을 중심으로 한 회전 방향)을 따라서 이동한다. 게다가 또, 타겟부(20)의 이동은, 직선 이동 또는 회전 이동 각각에 한정되지 않고, 직선 이동과 회전 이동을 조합시킨 이동이라도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 축(TA), 축(XA) 및 축(BA)은 모두 동축으로 되어 있었지만, 각각 다른 축이라도 괜찮다. 상기 실시 형태에서는, 나사를 이용하여 타겟부(20)를 이동시키는 이동 기구(50)를 이용했지만, 이동 기구(50)는 특별히 한정되지 않는다. 탄성 부재(40)에 의해 압압된 타겟부(20)를 이동 방향(A)을 따라서 이동시킬 수 있는 기구이면, 여러 가지의 기구를 이용할 수 있다. 이동 기구(50)는, 타겟부(20)를 수동으로 이동시키는 기구라도 좋고, 전기적으로 자동으로 이동시키는 기구라도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 오목부(61) 및 볼록부(62)에 의해서 가이드부(60)를 구성했지만, 가이드부(60)는 특별히 한정되지 않고, 이동 기구(50)에 의한 타겟부(20)의 이동을 가이드할 수 있으면 좋다. 상기 실시 형태에서는, 타겟 이동판(21)에 탄성 부재(40)의 위치 결정부로서의 링 모양 홈부(29)를 마련했지만, 이것을 대신하거나 혹은 더하여, 지지대(15)에 위치 결정부를 마련해도 좋다. 이 경우, 탄성 부재(40)는, 지지대(15)의 상면에 대해서 슬라이드 가능하게 유지되는 것을 대신하거나 혹은 더하여, 타겟 이동판(21)에 대해서 슬라이드 가능하게 유지되어 있어도 괜찮다.

상기 실시 형태에서는, 탄성 부재(40)의 위치 결정부는, 탄성 부재(40)의 고정을 행하는 것이 아니라, 탄성 부재(40)의 이동을 소정 범위 내에 제한(규제)하는 것이라도 좋다. 그 경우, 타겟부(20)의 이동시, 탄성 부재(40)가 위치 결정부에서 소정 범위 내에서 슬라이드해도 괜찮다.

상기 실시 형태에서는, 타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면 중 적어도 일방을 조면부로 했지만, 이것에 한정되지 않는다. 타겟 이동판(21)의 상면의 일부만을 조면부로 해도 좋고, 상부 덮개(12)의 하면의 일부만을 조면부로 해도 좋다. 혹은, 이들 적어도 1개의 조합으로 해도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 타겟 이동판(21)의 상면 및 상부 덮개(12)의 하면에 표면 처리를 특별히 실시하고 있지 않지만, 타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면 중 적어도 일방에, 상대측에 결합하기 어려워지는 표면 처리(산화 처리 또는 질화 처리 등)를 실시해도 괜찮다. 상기 실시 형태에서는, 타겟 이동판(21)의 상면 및 상부 덮개(12)의 하면에 피막을 특별히 형성하고 있지 않지만, 타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면 중 적어도 일방에, 마찰력을 저감하는 피막(예를 들면 타겟 이동판(21)의 상면 또는 상부 덮개(12)의 하면보다도 부드러운 금속 피막)을 형성해도 좋다. 상기 실시 형태에서는, 타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면을 접촉시켰지만, 타겟 이동판(21)의 상면과 상부 덮개(12)의 하면과의 사이에 베어링 또는 구(球) 모양 부재를 개재시킴으로써, 타겟부(20)의 이동시에서의 저항을 저감해도 괜찮다.

상기 실시 형태에서는, 지지대(15)와 X선 출사창(30)과의 사이에 공간을 형성했지만, 지지대(15)와 X선 출사창(30)과의 사이의 당해 공간에, 열전도성이 좋은 부재를 충전해도 괜찮다. 이것에 의해, 타겟부(20)의 열이 X선 출사창(30)에 전달되기 쉬워져, 타겟부(20)의 방열성이 향상된다. 또, 그 때, 당해 부재는 전자빔(B)의 입사 또는 X선(X)의 출사에 영향이 없도록, 전자빔(B) 또는 X선(X)의 경로 상에는 충전하지 않아도 된다.

상기에서, 「접촉」에는, 직접적(즉, 다른 부재를 개재하지 않고 직접적으로)으로 접촉하는 것이 포함된다. 「접촉」에는, 열적으로 접촉(열전도 가능하게 접촉)하는 것이 포함된다. 또, 「접촉」에는, 간접적(즉, 다른 부재를 매개로 하여)으로 접촉하는 것이 포함되어 있어도 괜찮다.

1 - X선관 10 - 진공 케이스
14 - 개구부 20 - 타겟부
23 - 타겟 지지 기판(타겟 지지부) 30 - X선 출사창
40 - 탄성 부재 50 - 이동 기구(타겟 이동부)
70 - 통부재 71 - 절연유
80 - 전원부 B - 전자빔
R - 내부 공간 T - 타겟
TE - 전자 입사 영역

Claims

진공의 내부 공간을 가지는 진공 케이스와,
상기 내부 공간에 배치되고, 전자빔의 입사에 의해 X선을 발생시키는 타겟과 상기 타겟을 지지하고 또한 상기 타겟에서 발생한 상기 X선을 투과시키는 타겟 지지부를 포함하는 타겟부와,
상기 타겟 지지부와 대향하도록 마련되고, 상기 진공 케이스의 개구부를 씰링하고, 상기 타겟 지지부를 투과한 상기 X선을 투과시키는 X선 출사창을 구비하며,
상기 X선 출사창의 적어도 일부는, 상기 타겟 지지부와 접촉하고 있고,
상기 X선 출사창의 일부는, 상기 타겟 지지부와 접촉하고,
상기 X선 출사창의 타부(他部)는, 상기 타겟 지지부와 이간하고,
상기 X선 출사창의 일부는, 상기 타겟 지지부에서의 상기 타겟의 전자 입사 영역과 대향하는 영역이고,
상기 X선 출사창의 타부는, 상기 X선 출사창의 둘레 가장자리부인 X선관.
청구항 1에 있어서,
상기 X선 출사창의 X선 출사 방향으로부터 볼 때, 상기 타겟 지지부는, 상기 X선 출사창에 포함되는 X선관.
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청구항 1에 있어서,
상기 X선 출사창은, 상기 타겟 지지부측으로 돌출되어 상기 타겟 지지부와 접촉하는 볼록 형상을 가지는 X선관.
청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,
상기 타겟 지지부는, 상기 X선 출사창측으로 돌출되어 상기 X선 출사창과 접촉하는 볼록 형상을 가지는 X선관.
청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,
상기 타겟부를 상기 전자빔의 입사 방향과 교차하는 방향을 따라서 이동시키는 타겟 이동부를 구비하는 X선관.
청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서,
상기 타겟부를 상기 X선 출사창에 가까워지는 방향으로 압압(押壓)하는 탄성 부재를 구비하는 X선관.
청구항 1 또는 청구항 2 또는 청구항 5에 기재된 X선관과,
상기 X선관의 적어도 일부를 수용함과 아울러, 절연유(絶緣由)가 봉입(封入)된 케이스와,
상기 X선관에 급전부(給電部)를 통해서 전기적으로 접속된 전원부를 구비하는 X선 발생 장치.