Ｘ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置
【課題】絶縁性液体が充填された収納容器内に透過型Ｘ線管が保持部材で保持された構成において、ターゲットの熱を速やかに放熱でき、長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置を提供する。
【解決手段】胴部内に配置された電子源に対向する一端に電子の照射によりＸ線を発生させるターゲットを備えて内部が密閉された筒形のＸ線管が、絶縁性液体が充填された収納容器内で、周囲に絶縁性液体の流路を残して胴部を保持部材によって保持されたＸ線発生装置であって、電子源とターゲットの前記対向方向における保持部材と前記一端の端面の外周との距離が、保持部材よりも前記一端側のＸ線管の外面に接する前記流路の最小幅の２倍以上であることを特徴とするＸ線発生装置。
【解決手段】胴部内に配置された電子源に対向する一端に電子の照射によりＸ線を発生させるターゲットを備えて内部が密閉された筒形のＸ線管が、絶縁性液体が充填された収納容器内で、周囲に絶縁性液体の流路を残して胴部を保持部材によって保持されたＸ線発生装置であって、電子源とターゲットの前記対向方向における保持部材と前記一端の端面の外周との距離が、保持部材よりも前記一端側のＸ線管の外面に接する前記流路の最小幅の２倍以上であることを特徴とするＸ線発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線発生装置及びＸ線撮影装置に関し、特に絶縁性液体が充填された収納容器内に保持部材で保持された透過型Ｘ線管を備えるＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子源から放出された電子をターゲットに照射することによりＸ線を発生させるＸ線発生装置として、密閉された内部に電子源とターゲットを配置したＸ線管を備えるＸ線発生装置が知られている。Ｘ線管内に配置される電子源としては、従来からフィラメント等の熱電子源が用いられている。熱電子源には、ブラウン管用の電子源として用いられる含浸型熱陰極電子放出素子等のように小型のものもある。熱電子源を用いたＸ線管では、高温に加熱した熱電子源から放出された熱電子の電子束の一部を、ウエネルト電極、引出し電極、加速電極及びレンズ電極を通して高エネルギーに加速する。それと同時に所望の形状に電子束が成形された後、成形された電子束をタングステン等の金属で構成されたターゲットに照射してＸ線を発生させる。
【０００３】
しかし、電子束を高エネルギーに加速しターゲットに照射してＸ線を発生させる際、ターゲットでは、ターゲットに衝突する電子のエネルギーの約１％以下がＸ線となり、残りの約９９％以上が熱となる。このときターゲットで発生した熱は放射熱として放熱されるが、ターゲットは真空中にあるため放熱が十分に行われないことがある。放熱量が少ない場合にはターゲットの温度が上昇し、ターゲットを支持するターゲット基板を用いている場合にはターゲット基板が溶融することがあり、ターゲット基板を用いない場合にはターゲットが溶融することがある。このため、ターゲットで発生した熱を速やかに放熱する必要があった。
【０００４】
特許文献１には、収納容器内にＸ線管を備え、収納容器とＸ線管の間に電気絶縁油を充填し、ターゲットで発生した熱を電気絶縁油に伝えてターゲットの放熱効果を高める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０２５７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電気絶縁油が充填された収納容器内に透過型Ｘ線管が保持部材で保持されたＸ線発生装置では、ターゲットの発熱により温められた電気絶縁油の対流が保持部材によって妨げられて流速が低下し、ターゲットの熱を速やかに放熱できない場合があった。速やかに放熱できないと、電気絶縁油が６０℃以上の温度になって発泡、熱分解することにより電気絶縁油の電気絶縁性が低下し、これにより放電が発生してＸ線管が破損するおそれがあった。そして、放電によりＸ線管が破損すると、長時間安定してＸ線を発生させることができないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、絶縁性液体が充填された収納容器内に透過型Ｘ線管が保持部材で保持された構成において、ターゲットの熱を速やかに放熱でき、長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、胴部内に配置された電子源に対向する一端に電子の照射によりＸ線を発生させるターゲットを備えて内部が密閉された筒形のＸ線管が、絶縁性液体が充填された収納容器内で、周囲に前記絶縁性液体の流路を残して前記胴部を保持部材によって保持されたＸ線発生装置であって、
前記電子源と前記ターゲットの前記対向方向における前記保持部材と前記一端の端面の外周との距離が、前記保持部材よりも前記一端側の前記Ｘ線管の外面に接する前記流路の最小幅の２倍以上であることを特徴とするＸ線発生装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、絶縁性液体が充填された収納容器内に配置された透過型Ｘ線管を、Ｘ線管の周囲に流路を残して保持部材によって保持し、保持部材を透過型Ｘ線管のターゲットを備える一端の端面の外周から一定距離Ｌ以上離れた位置に配置する。このように配置することにより、絶縁性液体の対流が保持部材によって妨げられることなく、絶縁性液体による冷却効果が高いＸ線管保持構造となり、ターゲットの熱を速やかに放熱できる。これにより、絶縁性液体の電気絶縁性の低下を防止し、放電の発生を抑制できるため、長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態のＸ線発生装置の断面模式図である。
【図２】第１の実施形態のＸ線発生装置の他の例の断面模式図である。
【図３】一定距離Ｌと絶縁性液体の温度との関係を示すグラフである。
【図４】第２の実施形態のＸ線発生装置の断面模式図である。
【図５】第３の実施形態のＸ線発生装置の断面模式図である。
【図６】第４の実施形態のＸ線発生装置の断面模式図である。
【図７】第４の実施形態のＸ線発生装置の他の例の断面模式図である。
【図８】本発明のＸ線発生装置を用いたＸ線撮影装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のＸ線発生装置及びＸ線撮影装置を具体的な実施形態により説明する。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
図１（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図１（ｂ）のＢ−Ｂ’を含む平面で切断したときの断面模式図、図１（ｂ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図１（ａ）のＡ−Ａ’を含む平面で切断したときの断面模式図である。
【００１３】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、収納容器１２、絶縁性液体１３、Ｘ線管１４、電子源１５、第１制御電極１６、第２制御電極１７、ターゲット１８、ターゲット基板１９、遮蔽部材２０、保持部材２１、電源回路２２から構成されている。
【００１４】
収納容器１２は、Ｘ線管１４等の部材を収納するための容器である。収納容器１２内には絶縁性液体１３が充填されている。絶縁性液体１３が充填された収納容器内に、収納容器１２の内面に固定された保持部材２１によって胴部を保持された筒形のＸ線管１４が収納されている。Ｘ線管１４の周囲は絶縁性液体１３の流路になっている。この流路はＸ線管１４の外面と保持部材２１に接する流路であり、絶縁性液体１３がＸ線管１４の周囲を循環可能な流路である。収納容器１２の材料としては鉄、ステンレス、鉛、真鍮、銅等の金属が使用可能である。収納容器１２内への絶縁性液体１３の注入は、収納容器１２の一部に絶縁性液体１３の注入口（不図示）を設けることにより、その注入口から行うことができる。また、駆動中のＸ線発生装置１１で絶縁性液体１３の温度が上昇し膨張したときに収納容器１２内の圧力が上昇するのを避けるため、必要に応じて収納容器１２の一部に弾性部材を用いた圧力調整口（不図示）を設置する。
【００１５】
絶縁性液体１３は、電気絶縁性が高く、冷却能力の高いものが良い。また、ターゲット１８が発熱により高温になりその熱が絶縁性液体１３に伝わるため熱による変質の少ないものが好ましく、絶縁性液体１３の流れやすさの観点からすると低粘度のものが好ましい。例えば電気絶縁油、フッ素系の絶縁性液体等が使用可能である。
【００１６】
Ｘ線管１４は、筒形の形状をしており、筒形の両端がそれぞれ塞がれ内部が密閉された容器である。筒形の胴部内には電子源１５が配置され、電子源１５に対向する筒形の一端にはターゲット１８が備えられており、ターゲット１８は透過型Ｘ線管のＸ線取り出し窓になっている。電子源１５から放出された電子はターゲット１８に照射され、ターゲット１８でＸ線が発生し、発生したＸ線がＸ線取り出し窓から外部に放出される。本実施形態のＸ線管１４は円筒形の一端を、ターゲット１８、ターゲット基板１９及び遮蔽部材２０からなるターゲット側端壁２５で塞ぎ、円筒形の他端を電子源側端壁２７で塞いだ構成としているが、この構成に限定されるわけではない。Ｘ線管１４の形状は角筒形等でも良い。また、内部の真空度を、一般的に電子源１５が駆動できる１×１０-4Ｐａ以下に保つため、Ｘ線管１４内には、駆動中のＸ線管１４で放出されるガスを吸収するバリウムゲッタ、ＮＥＧ、小型イオンポンプ（不図示）等を配置しても良い。Ｘ線管１４の材料としては電気絶縁性が高く、高真空維持が可能であり、かつ耐熱性の高いものが好ましい。例えばアルミナ、耐熱ガラス等が使用可能である。電子源１５としてはフィラメント、含浸型カソード、電界放出型素子等が使用可能である。
【００１７】
ターゲット１８は、電子源１５に対向してターゲット基板１９の電子源側の面に配置されターゲット基板１９によって支持されている。ターゲット１８の材料としてはタングステン、モリブデン等の金属が使用可能である。
【００１８】
ターゲット基板１９は、ターゲット１８から発生し不要な方向に放射されるＸ線を吸収する機能と、ターゲット基板１９の熱拡散板の機能を持つ筒形の遮蔽部材２０に銀ろう付け等で接合されている。遮蔽部材２０の形状は円筒形でも良いし、角筒形等でも良い。電子源１５から放出された電子は遮蔽部材２０の電子源１５に近い開口部を通ってターゲット１８に照射され、ターゲット１８でＸ線が発生し全方向にＸ線が放射される。ターゲット基板１９を透過したＸ線は遮蔽部材２０の電子源１５から遠い開口部を通って外部に放出される。図１（ａ）では遮蔽部材２０の電子源１５から遠い開口部がターゲット基板１９よりも外方に位置している。この構成にするとターゲット１８から外方に向かって放射されたＸ線を遮蔽部材２０の内壁で遮蔽できる点でより好ましい。図２は本実施形態の他の例である。図２の各部材は図１（ａ）と同じ部材であり、図２の構成は遮蔽部材２０の形状以外は図１（ａ）と同じ構成である。図２では遮蔽部材２０の電子源１５に近い開口部がターゲット１８よりも内方に位置している。この構成にするとターゲット１８から内方に向かって放射されたＸ線を遮蔽部材２０の内壁で遮蔽できる点でより好ましい。本実施形態ではターゲット１８を支持するターゲット基板１９が筒形の遮蔽部材２０に接合された構成をとるため、Ｘ線発生時にターゲット１８で発生した熱はターゲット基板１９、遮蔽部材２０に伝わり、その後絶縁性液体１３、Ｘ線管１４に伝わる。なお、ターゲット基板１９は設けなくても良い。ターゲット基板１９を設けない場合には、ターゲット１８を筒形の遮蔽部材２０に銀ろう付け等で接合する。この場合、ターゲット１８で発生した熱は絶縁性液体１３、遮蔽部材２０に伝わり、その後Ｘ線管１４に伝わる。ターゲット基板１９の材料としては熱伝導率が高く、Ｘ線吸収能力の低いものが良い。例えばＳｉＣ、ダイヤモンド、カーボン、薄膜無酸素銅、ベリリウム等が使用可能である。遮蔽部材２０の材料としてはＸ線吸収能力の高いものが良い。例えばタングステン、モリブデン、無酸素銅、鉛、タンタル等の金属が使用可能である。
【００１９】
保持部材２１は、Ｘ線管１４の胴部を保持するためのものである。Ｘ線管１４のターゲット１８を備える一端の端面（以下、「ターゲット側端壁２５の端面」ともいう。）と、Ｘ線管１４のターゲット１８を備えていない一端の端面（以下、「電子源側端壁２７の端面」ともいう。）からほぼ等距離付近の胴部を固定している。図１（ａ）（ｂ）ではＸ線管１４が胴部の二箇所で保持部材２１によって保持されているが、Ｘ線管１４は少なくとも胴部の一箇所以上で保持部材２１によって保持されていれば良い。保持部材２１の材料としては本実施形態のように保持部材２１を接地電位とする場合には、導電性を有するものが良い。例えば鉄、ステンレス、真鍮、銅等の導電性部材や、エンジニアリングプラスチック、セラミック等の絶縁性部材が使用可能である。但し、保持部材２１として導電性を有していない部材を用い、保持部材２１で接地しなくても良い。また、保持部材２１と収納容器１２が共に熱伝導性を有し互いに接触している場合には、ターゲット１８で発生した熱が絶縁性液体１３から放熱できるだけではない。この場合、ターゲット１８で発生した熱がＸ線管１４に伝わった後、保持部材２１、収納容器１２に伝わり収納容器１２からも放熱できる点でより好ましい。
【００２０】
第１制御電極１６は、電子源１５で発生した電子を引き出すためのものであり、第２制御電極１７は、ターゲット１８における電子の焦点径を制御するためのものである。本実施形態のように第１制御電極１６と第２制御電極１７を設けた場合、第１制御電極１６によって形成される電界により電子源１５から放出された電子束２３は、第２制御電極１７の電位制御により集束される。ターゲット１８の電位は電子源１５に対して正電位となっているため、第２制御電極１７を通過した電子束２３はターゲット１８に引き寄せられてターゲット１８に衝突しＸ線２４を発生する。電子束２３のＯＮ／ＯＦＦ制御は、第１制御電極１６の電圧で制御する。第１制御電極１６の材料としてはステンレス、モリブデン、鉄等が使用可能である。
【００２１】
電源回路２２は、Ｘ線管１４に接続され（配線不図示）、電子源１５、第１制御電極１６、第２制御電極１７及びターゲット１８に電気を供給するためものであり、本実施形態では収納容器１２内に配置しているが、収納容器１２の外に配置しても良い。
【００２２】
人体等のＸ線撮影を行う場合、ターゲット１８は電子源１５の電位に対して電位が＋３０ｋＶ〜１５０ｋＶ程度高くなっている。この電位差はターゲット１８から発生するＸ線が人体を透過し、有効に撮影に寄与するために必要な加速電位差である。
【００２３】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、ターゲット１８と電子源１５との電位差Ｖを２０ｋＶ〜１６０ｋＶとすると、ターゲット１８に＋Ｖ／２、電子源１５に−Ｖ／２の電位を与え、保持部材２１で接地した、中点接地型の電源方式を採用している。これは、絶縁性液体１３の絶縁破壊距離から考えて、一般的に収納容器１２が小型化できるからである。また、本実施形態は中点接地型でなくても良いが、中点接地型にするとグランドに対するターゲット１８の電圧及び電子源１５の電圧の絶対値を小さくすることができるため、陽極接地型等と比べて電源回路２２を小規模にできる点でより好ましい。中点で接地しなくても、例えばＸ線管１４の両端から離れた位置に保持部材２１を配置し、その位置で接地した場合でも陽極接地型等と比べると電源回路２２を小規模にできる。
【００２４】
上記構成のＸ線発生装置１１を駆動すると、Ｘ線管１４ではターゲット１８を備える一端での発熱が大きい。即ちターゲット１８で発生した熱がターゲット基板１９、遮蔽部材２０へと伝わるためターゲット側端壁２５での発熱が大きい。例えばＸ線発生装置１１を１５０Ｗ程度の出力で駆動した場合、遮蔽部材２０表面の最高温度は２００℃以上になると推定される。
【００２５】
従って、絶縁性液体１３の対流による冷却効果を高めるためには、ターゲット側端壁２５の周辺の流路抵抗を下げることが必要である。本発明者らは、保持部材をターゲット側端壁２５の端面の外周から一定距離Ｌ以上離すことで、ターゲット１８の発熱により温められた絶縁性液体１３が保持部材側に向かって対流する流路が確保され、絶縁性液体１３の対流による冷却効果が高まることを見出した。これによりターゲット側端壁２５の周辺の流路抵抗が下がり、ターゲット１８の熱を速やかに放熱できる。この一定距離Ｌとは、互いに対向する電子源１５とターゲット１８の対向方向における保持部材２１とターゲット側端壁２５の端面の外周との距離である。保持部材２１よりもＸ線管１４のターゲットを備える一端側における、Ｘ線管１４の外面と収納容器１２の内面の互いに対向する面を結ぶ距離（図１（ａ）（ｂ）ではＬ１〜Ｌ８、図２ではＬ２、Ｌ５、Ｌ６）のうち最短距離をＬｓとすると、“Ｌ≧２×Ｌｓ”である。この最短距離Ｌｓは、保持部材２１よりもＸ線管１４のターゲット１８を備える一端側における、Ｘ線管１４の外面に接する流路の最小幅ということもできる。例えばターゲット１８の電位と電子源１５の電位差Ｖを２０ｋＶ〜１６０ｋＶとすると、最短距離Ｌｓは１ｍｍ〜２０ｍｍが好ましい。一定距離Ｌを最短距離Ｌｓの２倍以上とした場合に絶縁性液体１３の対流による冷却効果が高まることについて図３を用いて説明する。
【００２６】
図３は一定距離Ｌと、ターゲット側端壁２５近傍に配置した温度センサ２６により測定された絶縁性液体１３の温度との関係を示すグラフである。図３で示すように、一定距離ＬがＬｓ、１．５×Ｌｓの場合には経時的に温度上昇が見られるが、一定距離Ｌが２×Ｌｓ、２．５×Ｌｓの場合には一定時間経つと温度上昇がほとんど見られない。このことから、一定距離Ｌが最短距離Ｌｓの２倍以上であれば絶縁性液体１３の対流が良く、冷却効果が高まることが分かる。
【００２７】
以上より、本実施形態によれば、上記構成をとるため絶縁性液体１３の対流を妨げることなく、絶縁性液体１３による冷却効果が高いＸ線管保持構造となり、ターゲット１８の熱を速やかに放熱できる。これにより、長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線発生装置を実現できる。
【００２８】
〔第２の実施形態〕
図４（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図４（ｂ）のＢ−Ｂ’を含む平面で切断したときの断面模式図、図４（ｂ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図４（ａ）のＡ−Ａ’を含む平面で切断したときの断面模式図である。図４（ｃ）は図４（ｂ）とは異なる保持部材２１を用いた例である。
【００２９】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、Ｘ線管１４と保持部材２１を嵌合させている点が第１の実施形態と異なる。この点を除いては、第１の実施形態と同じ部材を用い、第１の実施形態と同じ構成としているため、Ｘ線管１４と保持部材２１以外の各部材についての説明、及びＸ線発生装置１１の構成についての説明は省略する。
【００３０】
Ｘ線管１４の保持部材２１との当接部にはくさび状の凸部４１を有し、保持部材２１のＸ線管１４との当接部には凸部４１と嵌合する形状を有しており、両者を嵌合させることによってＸ線管１４の胴部を保持している。本実施形態ではＸ線管１４と保持部材２１を嵌合させているため、より安定してＸ線管１４を保持できる点でより好ましい。図４（ａ）（ｂ）ではＸ線管１４が胴部の二箇所で保持部材２１によって保持されているが、Ｘ線管１４は少なくとも胴部の一箇所以上で保持部材２１によって保持されていれば良く、図４（ｃ）のように胴部の三箇所で保持部材２１によって保持されても良い。図４（ｂ）のように二箇所のうちの一箇所でＸ線管１４と保持部材２１が接触する領域を大きくする場合、又は図４（ｃ）のように三箇所で保持する場合には、より安定してＸ線管１４を保持できる。
【００３１】
以上より、本実施形態によれば、上記構成をとるため第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、より安定してＸ線管１４を保持できる。
【００３２】
〔第３の実施形態〕
図５（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図５（ｂ）のＢ−Ｂ’を含む平面で切断したときの断面模式図、図５（ｂ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図５（ａ）のＡ−Ａ’を含む平面で切断したときの断面模式図である。
【００３３】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、保持部材２１が収納容器１２の一部になっている点が第１の実施形態と異なる。この点を除いては、第１の実施形態と同じ部材を用い、第１の実施形態と同じ構成としているため、収納容器１２と保持部材２１以外の各部材についての説明、及びＸ線発生装置１１の構成についての説明は省略する。
【００３４】
保持部材２１は収納容器１２の一部である。図５（ａ）（ｂ）では収納容器１２の内面の一部に設けられた凸部が保持部材２１になっている。保持部材２１としては例えば板厚０．１ｍｍ〜３ｍｍのステンレス等が使用可能である。このように、本実施形態では収納容器１２と保持部材２１を別々に設ける必要がない。また、本実施形態では保持部材２１が収納容器１２の一部になっているため、収納容器１２が熱伝導性を有する場合には、ターゲット１８で発生した熱がＸ線管１４に伝わった後、収納容器１２に伝わり収納容器１２からも放熱できる点でより好ましい。
【００３５】
以上より、本実施形態によれば、上記構成をとるため第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
〔第４の実施形態〕
図６（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図６（ｂ）のＢ−Ｂ’を含む平面で切断したときの断面模式図、図６（ｂ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図６（ａ）のＡ−Ａ’を含む平面で切断したときの断面模式図である。図７（ａ）（ｂ）は図６（ａ）（ｂ）とは異なる冷却装置を用いた例である。
【００３７】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、筒形のＸ線管１４の断面が略四角形状である点と、収納容器１２に冷却装置が設けられている点が第３の実施形態と異なる。この点を除いては、第３の実施形態と同じ部材を用い、第３の実施形態と同じ構成としているため、Ｘ線管１４、収納容器１２、冷却装置以外の各部材についての説明、及びＸ線発生装置１１の構成についての説明は省略する。
【００３８】
Ｘ線管１４の断面は略四角形状であるが、円形状等でも良い。収納容器１２は熱伝導性を有し、収納容器１２には冷却装置として空冷装置６１が設けられている。図６（ａ）（ｂ）では保持部材２１である収納容器１２の内面の一部に設けられた凸部に空冷装置６１が設けられており、空冷装置６１は冷却フィンと空冷フィンを組み合わせたものである。保持部材２１としては例えば板厚０．２ｍｍ〜５ｍｍの銅等が使用可能である。本実施形態では収納容器１２に冷却装置が設けられているため、収納容器１２の冷却も行うことができ、Ｘ線管１４を冷却する能力が向上する点でより好ましい。図７（ａ）のように液冷装置７１を用いた場合、又は図７（ｂ）のようにヒートパイプ７２と空冷装置６１を組み合わせて用いた場合にも同様の効果が得られる。
【００３９】
以上より、本実施形態によれば、上記構成をとるため第３の実施形態と同様の効果が得られると共に、Ｘ線管１４を冷却する能力を向上できる。
【００４０】
〔第５の実施形態〕
図８を用いて本発明のＸ線発生装置を用いたＸ線撮影装置について説明する。図８は本実施形態のＸ線撮影装置の構成図である。このＸ線撮影装置はＸ線発生装置１１、Ｘ線検出器８１、Ｘ線検出信号処理部８２、Ｘ線撮影装置制御部８３、電子源駆動部８４、電子源ヒーター制御部８５、制御電極電圧制御部８６及びターゲット電圧制御部８７を備えている。Ｘ線発生装置１１としては例えば第１〜第４の実施形態のＸ線発生装置が好適に用いられる。
【００４１】
Ｘ線検出器８１は、Ｘ線検出信号処理部８２を介してＸ線撮影装置制御部８３に接続されている。Ｘ線撮影装置制御部８３の出力信号は、電子源駆動部８４、電子源ヒーター制御部８５、制御電極電圧制御部８６、ターゲット電圧制御部８７を介してＸ線発生装置１１の各端子に接続されている。
【００４２】
Ｘ線発生装置１１でＸ線を発生させると、大気中に放出されたＸ線は、被検体（不図示）を透過してＸ線検出器８１に検出され、被検体のＸ線透過画像が得られる。得られたＸ線透過画像は表示部（不図示）に表示させることができる。
【００４３】
以上より、本実施形態によれば、第１〜第４の実施形態の効果を奏するＸ線発生装置を用いるため長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線撮影装置が実現できる。
【符号の説明】
【００４４】
１１：Ｘ線発生装置、１２：収納容器、１３：絶縁性液体、１４：Ｘ線管、１５：電子源、１８：ターゲット、１９：ターゲット基板、２１：保持部材、２３：電子束、２４：Ｘ線、２５：Ｘ線管のターゲット側端壁、２７：Ｘ線管の電子源側端壁、６１：空冷装置、７１：液冷装置、７２：ヒートパイプ、８１：Ｘ線検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線発生装置及びＸ線撮影装置に関し、特に絶縁性液体が充填された収納容器内に保持部材で保持された透過型Ｘ線管を備えるＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子源から放出された電子をターゲットに照射することによりＸ線を発生させるＸ線発生装置として、密閉された内部に電子源とターゲットを配置したＸ線管を備えるＸ線発生装置が知られている。Ｘ線管内に配置される電子源としては、従来からフィラメント等の熱電子源が用いられている。熱電子源には、ブラウン管用の電子源として用いられる含浸型熱陰極電子放出素子等のように小型のものもある。熱電子源を用いたＸ線管では、高温に加熱した熱電子源から放出された熱電子の電子束の一部を、ウエネルト電極、引出し電極、加速電極及びレンズ電極を通して高エネルギーに加速する。それと同時に所望の形状に電子束が成形された後、成形された電子束をタングステン等の金属で構成されたターゲットに照射してＸ線を発生させる。
【０００３】
しかし、電子束を高エネルギーに加速しターゲットに照射してＸ線を発生させる際、ターゲットでは、ターゲットに衝突する電子のエネルギーの約１％以下がＸ線となり、残りの約９９％以上が熱となる。このときターゲットで発生した熱は放射熱として放熱されるが、ターゲットは真空中にあるため放熱が十分に行われないことがある。放熱量が少ない場合にはターゲットの温度が上昇し、ターゲットを支持するターゲット基板を用いている場合にはターゲット基板が溶融することがあり、ターゲット基板を用いない場合にはターゲットが溶融することがある。このため、ターゲットで発生した熱を速やかに放熱する必要があった。
【０００４】
特許文献１には、収納容器内にＸ線管を備え、収納容器とＸ線管の間に電気絶縁油を充填し、ターゲットで発生した熱を電気絶縁油に伝えてターゲットの放熱効果を高める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−０２５７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電気絶縁油が充填された収納容器内に透過型Ｘ線管が保持部材で保持されたＸ線発生装置では、ターゲットの発熱により温められた電気絶縁油の対流が保持部材によって妨げられて流速が低下し、ターゲットの熱を速やかに放熱できない場合があった。速やかに放熱できないと、電気絶縁油が６０℃以上の温度になって発泡、熱分解することにより電気絶縁油の電気絶縁性が低下し、これにより放電が発生してＸ線管が破損するおそれがあった。そして、放電によりＸ線管が破損すると、長時間安定してＸ線を発生させることができないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、絶縁性液体が充填された収納容器内に透過型Ｘ線管が保持部材で保持された構成において、ターゲットの熱を速やかに放熱でき、長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、胴部内に配置された電子源に対向する一端に電子の照射によりＸ線を発生させるターゲットを備えて内部が密閉された筒形のＸ線管が、絶縁性液体が充填された収納容器内で、周囲に前記絶縁性液体の流路を残して前記胴部を保持部材によって保持されたＸ線発生装置であって、
前記電子源と前記ターゲットの前記対向方向における前記保持部材と前記一端の端面の外周との距離が、前記保持部材よりも前記一端側の前記Ｘ線管の外面に接する前記流路の最小幅の２倍以上であることを特徴とするＸ線発生装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、絶縁性液体が充填された収納容器内に配置された透過型Ｘ線管を、Ｘ線管の周囲に流路を残して保持部材によって保持し、保持部材を透過型Ｘ線管のターゲットを備える一端の端面の外周から一定距離Ｌ以上離れた位置に配置する。このように配置することにより、絶縁性液体の対流が保持部材によって妨げられることなく、絶縁性液体による冷却効果が高いＸ線管保持構造となり、ターゲットの熱を速やかに放熱できる。これにより、絶縁性液体の電気絶縁性の低下を防止し、放電の発生を抑制できるため、長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線発生装置及びそれを用いたＸ線撮影装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態のＸ線発生装置の断面模式図である。
【図２】第１の実施形態のＸ線発生装置の他の例の断面模式図である。
【図３】一定距離Ｌと絶縁性液体の温度との関係を示すグラフである。
【図４】第２の実施形態のＸ線発生装置の断面模式図である。
【図５】第３の実施形態のＸ線発生装置の断面模式図である。
【図６】第４の実施形態のＸ線発生装置の断面模式図である。
【図７】第４の実施形態のＸ線発生装置の他の例の断面模式図である。
【図８】本発明のＸ線発生装置を用いたＸ線撮影装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のＸ線発生装置及びＸ線撮影装置を具体的な実施形態により説明する。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
図１（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図１（ｂ）のＢ−Ｂ’を含む平面で切断したときの断面模式図、図１（ｂ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図１（ａ）のＡ−Ａ’を含む平面で切断したときの断面模式図である。
【００１３】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、収納容器１２、絶縁性液体１３、Ｘ線管１４、電子源１５、第１制御電極１６、第２制御電極１７、ターゲット１８、ターゲット基板１９、遮蔽部材２０、保持部材２１、電源回路２２から構成されている。
【００１４】
収納容器１２は、Ｘ線管１４等の部材を収納するための容器である。収納容器１２内には絶縁性液体１３が充填されている。絶縁性液体１３が充填された収納容器内に、収納容器１２の内面に固定された保持部材２１によって胴部を保持された筒形のＸ線管１４が収納されている。Ｘ線管１４の周囲は絶縁性液体１３の流路になっている。この流路はＸ線管１４の外面と保持部材２１に接する流路であり、絶縁性液体１３がＸ線管１４の周囲を循環可能な流路である。収納容器１２の材料としては鉄、ステンレス、鉛、真鍮、銅等の金属が使用可能である。収納容器１２内への絶縁性液体１３の注入は、収納容器１２の一部に絶縁性液体１３の注入口（不図示）を設けることにより、その注入口から行うことができる。また、駆動中のＸ線発生装置１１で絶縁性液体１３の温度が上昇し膨張したときに収納容器１２内の圧力が上昇するのを避けるため、必要に応じて収納容器１２の一部に弾性部材を用いた圧力調整口（不図示）を設置する。
【００１５】
絶縁性液体１３は、電気絶縁性が高く、冷却能力の高いものが良い。また、ターゲット１８が発熱により高温になりその熱が絶縁性液体１３に伝わるため熱による変質の少ないものが好ましく、絶縁性液体１３の流れやすさの観点からすると低粘度のものが好ましい。例えば電気絶縁油、フッ素系の絶縁性液体等が使用可能である。
【００１６】
Ｘ線管１４は、筒形の形状をしており、筒形の両端がそれぞれ塞がれ内部が密閉された容器である。筒形の胴部内には電子源１５が配置され、電子源１５に対向する筒形の一端にはターゲット１８が備えられており、ターゲット１８は透過型Ｘ線管のＸ線取り出し窓になっている。電子源１５から放出された電子はターゲット１８に照射され、ターゲット１８でＸ線が発生し、発生したＸ線がＸ線取り出し窓から外部に放出される。本実施形態のＸ線管１４は円筒形の一端を、ターゲット１８、ターゲット基板１９及び遮蔽部材２０からなるターゲット側端壁２５で塞ぎ、円筒形の他端を電子源側端壁２７で塞いだ構成としているが、この構成に限定されるわけではない。Ｘ線管１４の形状は角筒形等でも良い。また、内部の真空度を、一般的に電子源１５が駆動できる１×１０-4Ｐａ以下に保つため、Ｘ線管１４内には、駆動中のＸ線管１４で放出されるガスを吸収するバリウムゲッタ、ＮＥＧ、小型イオンポンプ（不図示）等を配置しても良い。Ｘ線管１４の材料としては電気絶縁性が高く、高真空維持が可能であり、かつ耐熱性の高いものが好ましい。例えばアルミナ、耐熱ガラス等が使用可能である。電子源１５としてはフィラメント、含浸型カソード、電界放出型素子等が使用可能である。
【００１７】
ターゲット１８は、電子源１５に対向してターゲット基板１９の電子源側の面に配置されターゲット基板１９によって支持されている。ターゲット１８の材料としてはタングステン、モリブデン等の金属が使用可能である。
【００１８】
ターゲット基板１９は、ターゲット１８から発生し不要な方向に放射されるＸ線を吸収する機能と、ターゲット基板１９の熱拡散板の機能を持つ筒形の遮蔽部材２０に銀ろう付け等で接合されている。遮蔽部材２０の形状は円筒形でも良いし、角筒形等でも良い。電子源１５から放出された電子は遮蔽部材２０の電子源１５に近い開口部を通ってターゲット１８に照射され、ターゲット１８でＸ線が発生し全方向にＸ線が放射される。ターゲット基板１９を透過したＸ線は遮蔽部材２０の電子源１５から遠い開口部を通って外部に放出される。図１（ａ）では遮蔽部材２０の電子源１５から遠い開口部がターゲット基板１９よりも外方に位置している。この構成にするとターゲット１８から外方に向かって放射されたＸ線を遮蔽部材２０の内壁で遮蔽できる点でより好ましい。図２は本実施形態の他の例である。図２の各部材は図１（ａ）と同じ部材であり、図２の構成は遮蔽部材２０の形状以外は図１（ａ）と同じ構成である。図２では遮蔽部材２０の電子源１５に近い開口部がターゲット１８よりも内方に位置している。この構成にするとターゲット１８から内方に向かって放射されたＸ線を遮蔽部材２０の内壁で遮蔽できる点でより好ましい。本実施形態ではターゲット１８を支持するターゲット基板１９が筒形の遮蔽部材２０に接合された構成をとるため、Ｘ線発生時にターゲット１８で発生した熱はターゲット基板１９、遮蔽部材２０に伝わり、その後絶縁性液体１３、Ｘ線管１４に伝わる。なお、ターゲット基板１９は設けなくても良い。ターゲット基板１９を設けない場合には、ターゲット１８を筒形の遮蔽部材２０に銀ろう付け等で接合する。この場合、ターゲット１８で発生した熱は絶縁性液体１３、遮蔽部材２０に伝わり、その後Ｘ線管１４に伝わる。ターゲット基板１９の材料としては熱伝導率が高く、Ｘ線吸収能力の低いものが良い。例えばＳｉＣ、ダイヤモンド、カーボン、薄膜無酸素銅、ベリリウム等が使用可能である。遮蔽部材２０の材料としてはＸ線吸収能力の高いものが良い。例えばタングステン、モリブデン、無酸素銅、鉛、タンタル等の金属が使用可能である。
【００１９】
保持部材２１は、Ｘ線管１４の胴部を保持するためのものである。Ｘ線管１４のターゲット１８を備える一端の端面（以下、「ターゲット側端壁２５の端面」ともいう。）と、Ｘ線管１４のターゲット１８を備えていない一端の端面（以下、「電子源側端壁２７の端面」ともいう。）からほぼ等距離付近の胴部を固定している。図１（ａ）（ｂ）ではＸ線管１４が胴部の二箇所で保持部材２１によって保持されているが、Ｘ線管１４は少なくとも胴部の一箇所以上で保持部材２１によって保持されていれば良い。保持部材２１の材料としては本実施形態のように保持部材２１を接地電位とする場合には、導電性を有するものが良い。例えば鉄、ステンレス、真鍮、銅等の導電性部材や、エンジニアリングプラスチック、セラミック等の絶縁性部材が使用可能である。但し、保持部材２１として導電性を有していない部材を用い、保持部材２１で接地しなくても良い。また、保持部材２１と収納容器１２が共に熱伝導性を有し互いに接触している場合には、ターゲット１８で発生した熱が絶縁性液体１３から放熱できるだけではない。この場合、ターゲット１８で発生した熱がＸ線管１４に伝わった後、保持部材２１、収納容器１２に伝わり収納容器１２からも放熱できる点でより好ましい。
【００２０】
第１制御電極１６は、電子源１５で発生した電子を引き出すためのものであり、第２制御電極１７は、ターゲット１８における電子の焦点径を制御するためのものである。本実施形態のように第１制御電極１６と第２制御電極１７を設けた場合、第１制御電極１６によって形成される電界により電子源１５から放出された電子束２３は、第２制御電極１７の電位制御により集束される。ターゲット１８の電位は電子源１５に対して正電位となっているため、第２制御電極１７を通過した電子束２３はターゲット１８に引き寄せられてターゲット１８に衝突しＸ線２４を発生する。電子束２３のＯＮ／ＯＦＦ制御は、第１制御電極１６の電圧で制御する。第１制御電極１６の材料としてはステンレス、モリブデン、鉄等が使用可能である。
【００２１】
電源回路２２は、Ｘ線管１４に接続され（配線不図示）、電子源１５、第１制御電極１６、第２制御電極１７及びターゲット１８に電気を供給するためものであり、本実施形態では収納容器１２内に配置しているが、収納容器１２の外に配置しても良い。
【００２２】
人体等のＸ線撮影を行う場合、ターゲット１８は電子源１５の電位に対して電位が＋３０ｋＶ〜１５０ｋＶ程度高くなっている。この電位差はターゲット１８から発生するＸ線が人体を透過し、有効に撮影に寄与するために必要な加速電位差である。
【００２３】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、ターゲット１８と電子源１５との電位差Ｖを２０ｋＶ〜１６０ｋＶとすると、ターゲット１８に＋Ｖ／２、電子源１５に−Ｖ／２の電位を与え、保持部材２１で接地した、中点接地型の電源方式を採用している。これは、絶縁性液体１３の絶縁破壊距離から考えて、一般的に収納容器１２が小型化できるからである。また、本実施形態は中点接地型でなくても良いが、中点接地型にするとグランドに対するターゲット１８の電圧及び電子源１５の電圧の絶対値を小さくすることができるため、陽極接地型等と比べて電源回路２２を小規模にできる点でより好ましい。中点で接地しなくても、例えばＸ線管１４の両端から離れた位置に保持部材２１を配置し、その位置で接地した場合でも陽極接地型等と比べると電源回路２２を小規模にできる。
【００２４】
上記構成のＸ線発生装置１１を駆動すると、Ｘ線管１４ではターゲット１８を備える一端での発熱が大きい。即ちターゲット１８で発生した熱がターゲット基板１９、遮蔽部材２０へと伝わるためターゲット側端壁２５での発熱が大きい。例えばＸ線発生装置１１を１５０Ｗ程度の出力で駆動した場合、遮蔽部材２０表面の最高温度は２００℃以上になると推定される。
【００２５】
従って、絶縁性液体１３の対流による冷却効果を高めるためには、ターゲット側端壁２５の周辺の流路抵抗を下げることが必要である。本発明者らは、保持部材をターゲット側端壁２５の端面の外周から一定距離Ｌ以上離すことで、ターゲット１８の発熱により温められた絶縁性液体１３が保持部材側に向かって対流する流路が確保され、絶縁性液体１３の対流による冷却効果が高まることを見出した。これによりターゲット側端壁２５の周辺の流路抵抗が下がり、ターゲット１８の熱を速やかに放熱できる。この一定距離Ｌとは、互いに対向する電子源１５とターゲット１８の対向方向における保持部材２１とターゲット側端壁２５の端面の外周との距離である。保持部材２１よりもＸ線管１４のターゲットを備える一端側における、Ｘ線管１４の外面と収納容器１２の内面の互いに対向する面を結ぶ距離（図１（ａ）（ｂ）ではＬ１〜Ｌ８、図２ではＬ２、Ｌ５、Ｌ６）のうち最短距離をＬｓとすると、“Ｌ≧２×Ｌｓ”である。この最短距離Ｌｓは、保持部材２１よりもＸ線管１４のターゲット１８を備える一端側における、Ｘ線管１４の外面に接する流路の最小幅ということもできる。例えばターゲット１８の電位と電子源１５の電位差Ｖを２０ｋＶ〜１６０ｋＶとすると、最短距離Ｌｓは１ｍｍ〜２０ｍｍが好ましい。一定距離Ｌを最短距離Ｌｓの２倍以上とした場合に絶縁性液体１３の対流による冷却効果が高まることについて図３を用いて説明する。
【００２６】
図３は一定距離Ｌと、ターゲット側端壁２５近傍に配置した温度センサ２６により測定された絶縁性液体１３の温度との関係を示すグラフである。図３で示すように、一定距離ＬがＬｓ、１．５×Ｌｓの場合には経時的に温度上昇が見られるが、一定距離Ｌが２×Ｌｓ、２．５×Ｌｓの場合には一定時間経つと温度上昇がほとんど見られない。このことから、一定距離Ｌが最短距離Ｌｓの２倍以上であれば絶縁性液体１３の対流が良く、冷却効果が高まることが分かる。
【００２７】
以上より、本実施形態によれば、上記構成をとるため絶縁性液体１３の対流を妨げることなく、絶縁性液体１３による冷却効果が高いＸ線管保持構造となり、ターゲット１８の熱を速やかに放熱できる。これにより、長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線発生装置を実現できる。
【００２８】
〔第２の実施形態〕
図４（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図４（ｂ）のＢ−Ｂ’を含む平面で切断したときの断面模式図、図４（ｂ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図４（ａ）のＡ−Ａ’を含む平面で切断したときの断面模式図である。図４（ｃ）は図４（ｂ）とは異なる保持部材２１を用いた例である。
【００２９】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、Ｘ線管１４と保持部材２１を嵌合させている点が第１の実施形態と異なる。この点を除いては、第１の実施形態と同じ部材を用い、第１の実施形態と同じ構成としているため、Ｘ線管１４と保持部材２１以外の各部材についての説明、及びＸ線発生装置１１の構成についての説明は省略する。
【００３０】
Ｘ線管１４の保持部材２１との当接部にはくさび状の凸部４１を有し、保持部材２１のＸ線管１４との当接部には凸部４１と嵌合する形状を有しており、両者を嵌合させることによってＸ線管１４の胴部を保持している。本実施形態ではＸ線管１４と保持部材２１を嵌合させているため、より安定してＸ線管１４を保持できる点でより好ましい。図４（ａ）（ｂ）ではＸ線管１４が胴部の二箇所で保持部材２１によって保持されているが、Ｘ線管１４は少なくとも胴部の一箇所以上で保持部材２１によって保持されていれば良く、図４（ｃ）のように胴部の三箇所で保持部材２１によって保持されても良い。図４（ｂ）のように二箇所のうちの一箇所でＸ線管１４と保持部材２１が接触する領域を大きくする場合、又は図４（ｃ）のように三箇所で保持する場合には、より安定してＸ線管１４を保持できる。
【００３１】
以上より、本実施形態によれば、上記構成をとるため第１の実施形態と同様の効果が得られると共に、より安定してＸ線管１４を保持できる。
【００３２】
〔第３の実施形態〕
図５（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図５（ｂ）のＢ−Ｂ’を含む平面で切断したときの断面模式図、図５（ｂ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図５（ａ）のＡ−Ａ’を含む平面で切断したときの断面模式図である。
【００３３】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、保持部材２１が収納容器１２の一部になっている点が第１の実施形態と異なる。この点を除いては、第１の実施形態と同じ部材を用い、第１の実施形態と同じ構成としているため、収納容器１２と保持部材２１以外の各部材についての説明、及びＸ線発生装置１１の構成についての説明は省略する。
【００３４】
保持部材２１は収納容器１２の一部である。図５（ａ）（ｂ）では収納容器１２の内面の一部に設けられた凸部が保持部材２１になっている。保持部材２１としては例えば板厚０．１ｍｍ〜３ｍｍのステンレス等が使用可能である。このように、本実施形態では収納容器１２と保持部材２１を別々に設ける必要がない。また、本実施形態では保持部材２１が収納容器１２の一部になっているため、収納容器１２が熱伝導性を有する場合には、ターゲット１８で発生した熱がＸ線管１４に伝わった後、収納容器１２に伝わり収納容器１２からも放熱できる点でより好ましい。
【００３５】
以上より、本実施形態によれば、上記構成をとるため第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
〔第４の実施形態〕
図６（ａ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図６（ｂ）のＢ−Ｂ’を含む平面で切断したときの断面模式図、図６（ｂ）は本実施形態のＸ線発生装置１１を図６（ａ）のＡ−Ａ’を含む平面で切断したときの断面模式図である。図７（ａ）（ｂ）は図６（ａ）（ｂ）とは異なる冷却装置を用いた例である。
【００３７】
本実施形態のＸ線発生装置１１は、筒形のＸ線管１４の断面が略四角形状である点と、収納容器１２に冷却装置が設けられている点が第３の実施形態と異なる。この点を除いては、第３の実施形態と同じ部材を用い、第３の実施形態と同じ構成としているため、Ｘ線管１４、収納容器１２、冷却装置以外の各部材についての説明、及びＸ線発生装置１１の構成についての説明は省略する。
【００３８】
Ｘ線管１４の断面は略四角形状であるが、円形状等でも良い。収納容器１２は熱伝導性を有し、収納容器１２には冷却装置として空冷装置６１が設けられている。図６（ａ）（ｂ）では保持部材２１である収納容器１２の内面の一部に設けられた凸部に空冷装置６１が設けられており、空冷装置６１は冷却フィンと空冷フィンを組み合わせたものである。保持部材２１としては例えば板厚０．２ｍｍ〜５ｍｍの銅等が使用可能である。本実施形態では収納容器１２に冷却装置が設けられているため、収納容器１２の冷却も行うことができ、Ｘ線管１４を冷却する能力が向上する点でより好ましい。図７（ａ）のように液冷装置７１を用いた場合、又は図７（ｂ）のようにヒートパイプ７２と空冷装置６１を組み合わせて用いた場合にも同様の効果が得られる。
【００３９】
以上より、本実施形態によれば、上記構成をとるため第３の実施形態と同様の効果が得られると共に、Ｘ線管１４を冷却する能力を向上できる。
【００４０】
〔第５の実施形態〕
図８を用いて本発明のＸ線発生装置を用いたＸ線撮影装置について説明する。図８は本実施形態のＸ線撮影装置の構成図である。このＸ線撮影装置はＸ線発生装置１１、Ｘ線検出器８１、Ｘ線検出信号処理部８２、Ｘ線撮影装置制御部８３、電子源駆動部８４、電子源ヒーター制御部８５、制御電極電圧制御部８６及びターゲット電圧制御部８７を備えている。Ｘ線発生装置１１としては例えば第１〜第４の実施形態のＸ線発生装置が好適に用いられる。
【００４１】
Ｘ線検出器８１は、Ｘ線検出信号処理部８２を介してＸ線撮影装置制御部８３に接続されている。Ｘ線撮影装置制御部８３の出力信号は、電子源駆動部８４、電子源ヒーター制御部８５、制御電極電圧制御部８６、ターゲット電圧制御部８７を介してＸ線発生装置１１の各端子に接続されている。
【００４２】
Ｘ線発生装置１１でＸ線を発生させると、大気中に放出されたＸ線は、被検体（不図示）を透過してＸ線検出器８１に検出され、被検体のＸ線透過画像が得られる。得られたＸ線透過画像は表示部（不図示）に表示させることができる。
【００４３】
以上より、本実施形態によれば、第１〜第４の実施形態の効果を奏するＸ線発生装置を用いるため長時間安定してＸ線を発生可能な信頼性の高いＸ線撮影装置が実現できる。
【符号の説明】
【００４４】
１１：Ｘ線発生装置、１２：収納容器、１３：絶縁性液体、１４：Ｘ線管、１５：電子源、１８：ターゲット、１９：ターゲット基板、２１：保持部材、２３：電子束、２４：Ｘ線、２５：Ｘ線管のターゲット側端壁、２７：Ｘ線管の電子源側端壁、６１：空冷装置、７１：液冷装置、７２：ヒートパイプ、８１：Ｘ線検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴部内に配置された電子源に対向する一端に電子の照射によりＸ線を発生させるターゲットを備えて内部が密閉された筒形のＸ線管が、絶縁性液体が充填された収納容器内で、周囲に前記絶縁性液体の流路を残して前記胴部を保持部材によって保持されたＸ線発生装置であって、
前記電子源と前記ターゲットの前記対向方向における前記保持部材と前記一端の端面の外周との距離が、前記保持部材よりも前記一端側の前記Ｘ線管の外面に接する前記流路の最小幅の２倍以上であることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記Ｘ線管が、前記Ｘ線管と前記保持部材を嵌合させることによって保持されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記保持部材と前記収納容器が、共に熱伝導性を有し互いに接触していることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記保持部材が前記収納容器の一部であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記収納容器の一部とは、前記収納容器の内面の一部に設けられた凸部であることを特徴とする請求項４に記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記収納容器が熱伝導性を有することを特徴とする請求項４又は５に記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
前記収納容器が冷却装置を備えていることを特徴とする請求項６に記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
前記保持部材が、導電性を有し接地されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項９】
前記絶縁性液体が電気絶縁油であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、該Ｘ線発生装置から放出され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を有することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項１】
胴部内に配置された電子源に対向する一端に電子の照射によりＸ線を発生させるターゲットを備えて内部が密閉された筒形のＸ線管が、絶縁性液体が充填された収納容器内で、周囲に前記絶縁性液体の流路を残して前記胴部を保持部材によって保持されたＸ線発生装置であって、
前記電子源と前記ターゲットの前記対向方向における前記保持部材と前記一端の端面の外周との距離が、前記保持部材よりも前記一端側の前記Ｘ線管の外面に接する前記流路の最小幅の２倍以上であることを特徴とするＸ線発生装置。
【請求項２】
前記Ｘ線管が、前記Ｘ線管と前記保持部材を嵌合させることによって保持されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項３】
前記保持部材と前記収納容器が、共に熱伝導性を有し互いに接触していることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線発生装置。
【請求項４】
前記保持部材が前記収納容器の一部であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線発生装置。
【請求項５】
前記収納容器の一部とは、前記収納容器の内面の一部に設けられた凸部であることを特徴とする請求項４に記載のＸ線発生装置。
【請求項６】
前記収納容器が熱伝導性を有することを特徴とする請求項４又は５に記載のＸ線発生装置。
【請求項７】
前記収納容器が冷却装置を備えていることを特徴とする請求項６に記載のＸ線発生装置。
【請求項８】
前記保持部材が、導電性を有し接地されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項９】
前記絶縁性液体が電気絶縁油であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のＸ線発生装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のＸ線発生装置と、該Ｘ線発生装置から放出され被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、を有することを特徴とするＸ線撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２２１８６４（Ｐ２０１２−２２１８６４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８８０６（Ｐ２０１１−８８８０６）
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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