專利名稱：X射線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生X射線的X射線管。
背景技術(shù)：
X射線管具有在減壓為高真空度的空間中收納電子槍的容器，通過使該電子槍產(chǎn)生的電子入射到靶(target)上，產(chǎn)生X射線。作為這樣的X射線管，例如已知下述專利文獻(xiàn)1中所示的小型X射線管。該X射線管中，在固定于玻璃管側(cè)面的內(nèi)側(cè)的支撐板上，安裝圓筒狀加速電極，在該加速電極的一端側(cè)配置電子槍，在另一端側(cè)配置靶。由電子槍產(chǎn)生的電子一邊由加速電極加速一邊入射到靶上，由此產(chǎn)生X射線。
專利文獻(xiàn)1日本特開平7-14515號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開平5-325853號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)1日本特開2004-265602號(hào)公報(bào)發(fā)明者討論上述現(xiàn)有X射線管，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以下的問題即，在上述現(xiàn)有的小型X射線管中，由于靶和電子槍之間的距離短，所以不能忽視靶中被反射的電子的影響。即，靶中向電子槍側(cè)反射的電子，到達(dá)支撐構(gòu)成電子槍的聚焦電極等電極的支撐部件，使支撐部件帶電。這里，支撐部件為了保持各個(gè)電極間的絕緣狀態(tài)而由絕緣性物質(zhì)構(gòu)成，但由于帶電不能維持絕緣性。結(jié)果，就會(huì)降低固定在支撐部件上的電極間的耐電壓特性，不能保持各個(gè)電極間應(yīng)該保持的電位差，難以得到期望的電子發(fā)射能量，進(jìn)而難以得到X射線輸出。尤其是，如果為了進(jìn)一步小型化X射線管而縮短管軸方向的長(zhǎng)度，靶和電子槍接近，所以反射電子的影響就變得顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述的問題而做出的，本發(fā)明的目的在于提供一種X射線管，具有用于能夠有效防止配置在容器內(nèi)部的絕緣性部件的帶電、確保穩(wěn)定操作的結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)上述這樣的目的，本發(fā)明的X射線管至少具備電子源；靶；一個(gè)或者一個(gè)以上的電極；和絕緣性支撐部件。電子源配置在規(guī)定的管軸上，發(fā)射電子。靶配置在該管軸上，同時(shí)對(duì)應(yīng)于從電子源放出的電子的入射，產(chǎn)生X射線。各個(gè)電極具有沿著從電子源向著靶的電子前進(jìn)方向延伸的側(cè)面部，在電子源和靶之間形成規(guī)定的電場(chǎng)。支撐部件沿著這些電極的側(cè)面部設(shè)置，支撐電極。
特別是，在本發(fā)明的X射線管中，電極中配置在最接近靶的位置的電極，包含防止帶電用的邊緣部，該邊緣部位于配置在最接近靶的位置的電極的側(cè)面部的靶側(cè)的端部，以相對(duì)靶覆蓋支撐部件的方式，沿著與管軸垂直的方向延伸。
根據(jù)具有這樣的結(jié)構(gòu)的X射線管，從電子源發(fā)射的電子一旦到達(dá)靶，從該靶向支撐部件反射的電子就由在最接近靶的電極上所形成的邊緣部遮擋。由此，可有效地防止由反射電子導(dǎo)致的支撐部件帶電。換言之，通過設(shè)置這樣的邊緣部，可保持該X射線管內(nèi)的電極間的耐電壓特性。
此外，優(yōu)選邊緣部具有與側(cè)面部連結(jié)的端部相對(duì)的頂端部分進(jìn)一步向支撐部件延伸的形狀。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可提高電極和靶之間的耐電壓特性，可充分防止電極和靶之間的放電。
此外，優(yōu)選邊緣部具有以向著靶側(cè)突出的方式彎曲的曲面。這種情況下，配置在靶側(cè)的電極的曲率半徑變大，有效提高了電極和靶之間的耐電壓特性，同時(shí)，電極的加工變得容易。
此外，優(yōu)選電極中配置在最接近靶的位置的電極，包括使電子向著靶聚焦的聚焦電極。這種情況下，能夠兼顧相對(duì)靶的高效的電子入射和防止由反射電子導(dǎo)致的支撐部件的帶電。
此外，優(yōu)選電子源包含電場(chǎng)發(fā)射型電子源。這種情況下，既使在為了引出電子而在電極間施加高電壓的情況下，也可確保電極間的耐電壓特性。結(jié)果可得到具有穩(wěn)定的X射線輸出特性的X射線管。
其中，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例通過下面的詳細(xì)說明和附圖能夠進(jìn)一步充分理解。這些實(shí)施例僅為了例示而表示，不應(yīng)該認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限定。
此外，本發(fā)明的進(jìn)一步應(yīng)用范圍根據(jù)下面的詳細(xì)說明可知。但是，詳細(xì)的說明和特定的事例用于表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，僅為了例示而表示，根據(jù)該詳細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知在本發(fā)明的思想和范圍內(nèi)的各種變形和改進(jìn)。


圖1是表示本發(fā)明的X射線管的一個(gè)實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是圖1所示的X射線管的主要部分截面的放大圖。
圖3是從圖1的右側(cè)(X射線射出方向的相反側(cè))看圖1所示的X射線管的電子槍部時(shí)的側(cè)面圖。
圖4是表示本發(fā)明的X射線管的變形例的截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖5A和圖5B是表示圖2所示的主要部分，特別是檐部的變形例的截面結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式
下面，使用圖1～圖4、圖5A和圖5B來詳細(xì)說明本發(fā)明的X射線管的實(shí)施例。其中，在附圖的說明中對(duì)于相同或者相當(dāng)部分賦予相同符號(hào)，省略了重復(fù)說明。
圖1是表示本發(fā)明的X射線管的一個(gè)實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)的圖。圖2是圖1所示的X射線管1的主要部分截面的放大圖。圖3是從圖1的右側(cè)(X射線射出方向的相反側(cè))看圖1所示的X射線管1的電子槍部時(shí)的側(cè)面圖。
如圖1所示，本實(shí)施例的X射線管1包括密封容器2；電子槍部3；X射線發(fā)生部5。密閉容器2由玻璃構(gòu)成，具有在一個(gè)端面2a插入管座銷(stem pin)4的圓筒形狀。電子槍部3被支撐在該密封容器2內(nèi)的規(guī)定位置，射出電子。X射線發(fā)生部5緊貼固定在密閉容器2的另一個(gè)端面2b上，對(duì)應(yīng)于來自電子槍部3的電子的入射產(chǎn)生X射線。
電子槍部3具有電場(chǎng)發(fā)射型冷陰極(電子源)6；第一電極8和第二電極9。冷陰極(電子源)6是圓柱狀電極，以其中心軸沿著密閉容器2的中心軸線L的方式配置。另一方面，第一電極8和第二電極9也分別以在冷陰極6的前方，它們的中心軸沿著中心軸線L的方式配置。冷陰極6具有設(shè)置在X射線發(fā)生部5側(cè)的端面的包含碳納米管的電子發(fā)射層7，能夠利用由于施加電壓而形成的電場(chǎng)作用向外部發(fā)射電子，是所謂的電場(chǎng)發(fā)射型電子源。
第一電極8是在密閉容器2的端面2a側(cè)具有第一開口的大致圓筒狀金屬電極。此外，在該第一電極8的端面2b側(cè)的端面上，在中央形成作為第二開口的孔(aperture)8a。在該第一電極8的內(nèi)部以電子發(fā)射層7的表面與孔8a相對(duì)的方式配置冷陰極6，從電子發(fā)射層7向X射線發(fā)生部5方向發(fā)射的電子通過孔8a。
第二電極9是一體化在密閉容器2的端面2b側(cè)具有第一開口的大致圓筒形狀的圓筒部10，和在圓筒部10的開口端向外側(cè)延伸而形成的檐部(邊緣部)11的金屬電極。其中，這里所述的外側(cè)是密閉容器2內(nèi)遠(yuǎn)離中心軸線L的一側(cè)，換言之，意味著接近密閉容器2的內(nèi)壁的一側(cè)。在該第二電極9的第一電極8側(cè)的端面中央，設(shè)置與孔8a大致相同形狀的作為第二開口的孔9a。這樣的第一電極8和第二電極9在沿著中心軸線L離開規(guī)定距離的狀態(tài)下，以各個(gè)孔8a、9a正對(duì)面的方式設(shè)置。此外，第二電極9與第一電極8相比，配置在更接近X射線發(fā)生部5的靶13(后面詳細(xì)描述)的位置。
具有這樣結(jié)構(gòu)的第一電極8和第二電極9，兼具有下述功能具有作為通過利用兩個(gè)電極和靶13在冷陰極6和X射線發(fā)生部5之間形成的電場(chǎng)的作用，將從冷陰極6產(chǎn)生的電子向著X射線發(fā)生部5加速的引出電極的功能；具有作為控制電子的擴(kuò)散程度(聚焦)的聚焦電極的功能。即，通過在第一電極8和第二電極9之間施加電壓，可控制從冷陰極6的電子發(fā)射、向著X射線發(fā)生部5的電子的聚焦。
X射線發(fā)生部5由作為鈹制成的板材的X射線取出窗12和靶13構(gòu)成。靶13通過在X射線取出窗12的內(nèi)側(cè)面(向著密閉容器2的內(nèi)部的面)上蒸鍍鎢而形成。X射線管1是通過向靶13入射從冷陰極6發(fā)射的電子而發(fā)生的X射線，通過X射線取出窗12沿著電子的入射方向(與從冷陰極6向著靶13的電子前進(jìn)方向一致)，在密閉容器2的外部取出的透過型X射線管。因此，靶13以與中心軸線L大致垂直的方式配置。
這里，參照?qǐng)D2和圖3，進(jìn)一步詳細(xì)說明電子槍部3的結(jié)構(gòu)。
第一電極8和第二電極9分別包括具有沿著中心軸線L的曲面的側(cè)面部15、16。在這些側(cè)面部15、16的外側(cè)，兩個(gè)電極支撐體(支撐部件)17沿著側(cè)面部15、16與中心軸線L大致平行地配置，這些電極支撐體17通過U字型的安裝部件14支撐第一電極8和第二電極9。這些電極支撐體17由以玻璃為主要成分的絕緣性材料所構(gòu)成，加工成棒狀。這樣結(jié)構(gòu)的電極支撐體17在密閉容器2內(nèi)夾有中心軸線L并列配置。電極支撐體17在側(cè)面部15、16支撐第一電極8和第二電極9，由此，將第一電極8和第二電極9固定為規(guī)定的位置關(guān)系。
在第二電極9的側(cè)面部16的X射線發(fā)生部5側(cè)的端部，形成檐部11(邊緣部)。檐部11是以在包含中心軸線L的平面的截面形狀向著X射線發(fā)生部5側(cè)突出的方式彎曲的大致半圓形狀。這樣，檐部11一邊以從側(cè)面部16的X射線發(fā)生部5側(cè)的端部向著X射線發(fā)生部5側(cè)突出的方式彎曲，邊向外側(cè)延伸，前端部分具有在電極支撐體17側(cè)緩和的彎曲形狀。這里，如圖3所示，檐部11的密閉容器2的直徑方向的寬度設(shè)定為使在從X射線發(fā)生部5側(cè)看的情況下，能夠遮蓋電極支撐體17的端部的充分的寬度。
利用具有以上結(jié)構(gòu)的X射線管1，從冷陰極6的電子發(fā)射層7發(fā)射的電子，入射到X射線發(fā)生部5的靶13。此時(shí)，從X射線發(fā)生部5的X射線取出窗12向著密閉容器2的外部取出X射線，但入射電子的一部分從靶13向電子槍部3的方向反射。這樣的反射電子中向著電極支撐體17的電子，在接近靶13的在第二電極9上所形成的檐部11中被阻擋。由此，有效地防止了反射電子導(dǎo)致的電極支撐體17帶電，保持了第一電極8和第二電極9之間的耐電壓特性。尤其是，在該X射線管1中，使用冷陰極6作為電子源，所以，在第一電極8和第二電極9之間施加的電壓具有成為數(shù)kV的比較高壓的傾向。但是，既使在這樣的情況下，通過抑制電極支撐體17帶電，能夠充分地防止第一電8和第二電極9之間的耐電壓特性的降低。
而且，如本實(shí)施例的X射線管1，在電極和靶的間隔相對(duì)密閉容器的直徑的比比較小，且來自靶的反射電子易于入射到電極支撐部件的小型X射線管中，上述的防止帶電的效果顯著。這是因?yàn)樵谛⌒蚗射線管中，電極支撐部件配置在靶的附近，所以增大了由來自靶的反射電子導(dǎo)致的支撐部件的帶電影響。
另一方面，檐部11以向著靶13側(cè)鼓起的方式彎曲，所以能夠加大電極的曲率半徑。為此，可有效地提高第二電極9和靶13之間的耐電壓特性，同時(shí)，容易加工第二電極9。此外，檐部11的外側(cè)的前端部分進(jìn)一步向電極支撐體17側(cè)延伸，所以提高了電極和靶之間的耐電壓特性，也充分防止了電極和靶之間的放電。
此外，本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例。例如，作為電子源的電子槍部3也可以使用熱陰極。圖4表示使用熱陰極作為電子源的本發(fā)明X射線管的變形例截面結(jié)構(gòu)的圖。在該圖4所示的X射線管31中，在第一電極8的內(nèi)部中央設(shè)置熱陰極36。在熱陰極36中內(nèi)置通過來自密閉容器2外部的電供給而發(fā)熱的加熱器37，在與孔8a相對(duì)的熱陰極36的端面，形成通過從加熱器37發(fā)出的熱量而發(fā)射電子的陰極38。在這樣的X射線管31中，也可以防止從熱陰極36向著靶13入射的電子中，由靶13反射的反射電子導(dǎo)致的電極支撐體17的帶電。
本發(fā)明的X射線管，不僅是上述這樣的透過型X射線管，也可以是反射型的X射線管。
此外，第二電極9的檐部的形狀能夠采用各種形狀。圖5A和5B是表示檐部的變形例的截面結(jié)構(gòu)的圖。也可以如圖5A所示的檐部41，檐部除了其前端和圓筒部10的端部附近的部分是平坦的?；蛘?，也可以如圖5B所示的檐部51，僅圓筒部10的端部附近具有曲率，其它部分為直線地沿著第二電極9的直徑方向延伸的形狀。無論哪種形狀，檐部都具有曲率，由此提高了第二電極9和靶之間的耐電壓特性。而且，在加大曲率，進(jìn)一步提高與靶之間的耐電壓特性這一點(diǎn)上，這些檐部的形狀中檐部11的形狀合適。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的X射線管，既使在小型化的情況下，也可有效地防止配置在容器內(nèi)部的絕緣性材料帶電，可充分地確保該X射線管的穩(wěn)定動(dòng)作。
根據(jù)以上本發(fā)明的說明，可清楚本發(fā)明的各種變形，這樣的變形不能認(rèn)為脫離了本發(fā)明的思想和范圍，由本領(lǐng)域技術(shù)人員自知的全部改進(jìn)包含在下面的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種X射線管，其特征在于，具備配置在規(guī)定管軸上的、發(fā)射電子的電子源；配置在所述管軸上，與從所述電子源發(fā)射的電子的入射對(duì)應(yīng)，產(chǎn)生X射線的靶；配置在所述電子源與所述靶之間，分別具有沿著從所述電子源向所述靶的電子前進(jìn)方向延伸的側(cè)面部，在所述電子源與所述靶之間形成規(guī)定的電場(chǎng)的一個(gè)或一個(gè)以上的電極；和沿著各個(gè)所述電極的側(cè)面部設(shè)置的、支撐所述電極的絕緣性的支撐部件，其中，所述電極中配置在最接近所述靶的位置的電極，包括防止帶電用的邊緣部，該邊緣部位于所述配置在最接近所述靶的位置的電極的側(cè)面部的所述靶側(cè)的端部，以相對(duì)該靶覆蓋所述支撐部件的方式沿著與所述管軸垂直的方向延伸。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于，所述邊緣部具有與所述側(cè)面部連結(jié)的端部相對(duì)的前端部分進(jìn)一步向所述支撐部件延伸的形狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的X射線管，其特征在于，所述邊緣部具有以向著所述靶側(cè)突出的方式彎曲的曲面。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的X射線管，其特征在于，所述電極中配置在最接近所述靶的位置的電極，包括將從所述電子源發(fā)射的電子向著所述靶聚焦的聚焦電極。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的X射線管，其特征在于，所述電子源包括電場(chǎng)發(fā)射型電子源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種X射線管，具有有效地防止配置在容器內(nèi)部的絕緣部件帶電、確保穩(wěn)定的動(dòng)作的結(jié)構(gòu)，該X射線管包括發(fā)射電子的電子源；對(duì)應(yīng)于電子的入射，產(chǎn)生X射線的靶；分別具有沿著電子入射方向延伸的側(cè)面部，在電子源和靶之間形成規(guī)定的電場(chǎng)的第一和第二電極；和沿著第一和第二電極的側(cè)面部設(shè)置的，用于支撐第一和第二電極的絕緣性支撐部件。第一和第二電極中配置在最接近靶的位置的第二電極，包括防止帶電用的邊緣部，該邊緣部位于側(cè)面部的X射線發(fā)生面?zhèn)鹊亩瞬浚韵鄬?duì)靶覆蓋支撐部件的方式向著容器外部延伸。
文檔編號(hào)H01J35/00GK1925099SQ200610126439
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者岡田知幸, 藤田澄, 山本徹, 松村達(dá)也, 仲村竜彌 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社