JPH04272639A

JPH04272639A - 微小焦点ｘ線管

Info

Publication number: JPH04272639A
Application number: JP3097391A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Takizawa; 滝沢　孝充
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1992-09-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は微小焦点Ｘ線管に係り
、特にその陰極構体の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に直径が１０数μｍ程度以下の微小
なＸ線焦点を形成するＸ線管は、従来、図５に示すよう
にデマンタブル形式と呼ばれ、真空外囲器１内に陰極構
体２と陽極構体３が対向して配設されると共に、分子タ
ーボポンプなどの真空引き用ポンプ４を備えている。こ
の種のＸ線管では、微小焦点を形成するために、陰極構
体２は図６に示すように直熱型で極めて細い電子ビーム
束を形成させるために、ヘアピン型陰極即ち先端がＶ字
状又はＵ字状に曲げた陰極５が採用されている。この陰
極５の両端はそれぞれ支持棒６、７に固着され、この支
持棒６、７は板状支持部材８を介してウエネルト電極９
内面に固定されている。この場合、陰極５の材質として
は、電子放出効率の良いタングステンを使用することが
殆どである。そして、この陰極５の使用時間は５００時
間程度であり、寿命が来たところでＸ線管内を一旦大気
圧にして、陰極５のみ交換して、再度、備えられている
ポンプ４により高真空に引いて使用を繰り返すことが行
なわれている。

【０００３】ところが、この種のＸ線管は非常に高価な
うえ、陰極５の耐使用時間の度毎に交換しなければなら
ない繁雑さがある。そこで、微小焦点を形成するために
、従来から存在する封止切りのＸ線管の陰極構体が採用
されている。動作時には陰極を赤熱させ、陽極又は陰極
に高電圧をかけ、集束電極に適当な電圧をかけて、陰極
から発射した微細な電子ビームを陽極ターゲットに衝突
させて、微小焦点を形成している。この場合、上記のヘ
アピン型陰極を使用することは、耐使用時間の問題、及
び封止切りのＸ線管の製造工程、特に管球の排気工程が
あるために、実用化されていない。

【０００４】それゆえ、製造工程を考慮し且つ微小焦点
を形成するような陰極を用いたＸ線管の例があるが、こ
れらはいずれも陰極にタングステンを使用しており、通
常、使用中における動作温度が２０００℃程度で使用さ
れる場合が多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
によると、微小焦点を形成するための陰極としてタング
ステンを使用することにより、動作温度は必然的に上が
り、この陰極を装着するための支持部材や集束電極等へ
の熱放射による熱的影響が生じる。特に、連続動作が要
求されるような使用にあっては、微小焦点形成のための
陰極は常に熱せられており、その放射熱によって支持部
材や集束電極等は高温になる。一方、集束電極には、微
小焦点の形成手段として、正又は負の比較的高い電圧（
〜２ＫＶ程度）が印加されていることがある。この時、
支持部材やウエネルト電極から放出された微量な吸蔵ガ
ス等により、ウエネルト電極自身を衝撃して更に温度が
上がったり、場合によっては陰極を衝撃してしまうよう
なことさえ生じ得る。又、支持部材の熱膨脹等により陰
極が変位し、微細な電子ビームの形成にも悪影響を及ぼ
す。

【０００６】更に、陰極、支持部材、ウエネルト電極全
体の温度上昇により、これら構造部材に潜在している微
量な吸蔵ガスが管内に放出される割合が高くなることに
より、ひいては管球の耐電圧特性にも影響を及ぼしかね
ない。

【０００７】この発明は、以上のような不都合を解決す
るものであり、陰極の実使用における動作温度を低減し
、管球の長寿命化を図った微小焦点Ｘ線管を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、陰極構体が
単結晶又は多結晶の硼化ランタンからなる陰極素子と、
この陰極素子の前方に配設された１個以上の集束電極と
を具備してなり、更に陰極素子が管軸上に位置し、この
管軸上の陰極素子と離隔して第２の焦点形成用のコイル
状陰極フィラメントが設けられてなる微小焦点Ｘ線管で
ある。

【０００９】

【作用】この発明によれば、陰極の実使用における動作
温度が低くなるため、各部材への熱放射による悪影響が
緩和され、その結果、管球の長寿命化を図ることが出来
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。

【００１１】この発明による微小焦点Ｘ線管は図１およ
び図２に示すように構成され、図１は全体図、図２はそ
の陰極構体を示している。即ち、図１に示すように真空
外囲器１１内に陰極構体１２と陽極構体１３が対向して
配設され、陽極構体１３は陽極ターゲット１４を有して
いる。陰極構体１２は図２に示すように構成され、管軸
Ｃ上に微小焦点形成用の陰極素子１５が設けられている
。この陰極素子１５は単結晶又は多結晶の硼化ランタン
からなるチップ状をしており、上に接合保持されている
。この陰極素子１５の前方には第１および第２の集束電
極１６、１７が所定間隔で配設されている。陰極素子１
５は、例えば最大部の直径が０．３ｍｍの円錐状のもの
であり、タングステンワイヤの加熱ヒータ１５ａ上に溶
接されている。第１の集束電極（ウエネルト電極）１６
は有蓋筒状にして管軸Ｃに沿って直径が０．８ｍｍのビ
ーム通過孔１６ａを有し、第２の集束電極１７は断面略
Ｈ字状にして管軸Ｃに沿って直径が０．４ｍｍのビーム
通過孔１７ａを有している。そして、陰極素子１５の加
熱ヒータ１５ａの両端はそれぞれ陰極支持棒１８、１９
に固定され、この陰極支持棒１８、１９は絶縁性の板状
支持部材２０に支持され、この支持部材２０は第１の集
束電極１６内面に固定されている。この第１の集束電極
１６は、絶縁性のリング状支持部材２１を介して第２の
集束電極１７内壁に固定されている。

【００１２】第２の集束電極１７は既述のように断面略
Ｈ字状であるが、一部の壁は肉厚に形成され、この肉厚
壁の先端傾斜面に集束溝２２が設けられ、この集束溝２
２内には第２の焦点形成用の陰極フィラメント２３が配
設されている。この陰極フィラメント２３はコイル状に
して支持棒２４に固着され、この支持棒２４は絶縁性の
筒状支持部材２５に支持されて肉厚壁内に固定されてい
る。つまり、管軸Ｃ上に位置する陰極素子１５から離隔
して第２の焦点形成用のコイル状陰極フィラメント２３
が設けられている。

【００１３】微小焦点Ｘ線管の組み立てに当たっては、
上記の陰極構体１２を陽極構体１３と共に真空外囲器１
１内に装着し、陰極フィラメント２３を点火しながら陽
極構体１３に高電圧をかけて電子ビーム衝撃加熱を施し
、更に陰極構体１２を高周波誘導加熱、又は陰極フィラ
メント２３を点火して陰極構体１２に所定電圧を印加し
通電加熱を行ない、各部材の脱ガス排気を行なってゲッ
ターを作用させて封じ切る。このようにして組み立てら
れたＸ線管は、通常、１０−５Ｐａ程度の高真空に保つ
ことが出来、微小焦点形成のための陰極素子１５の動作
環境に適合する。動作時には、陰極素子１５を点火し、
第１および第２の集束電極１６、１７に適当なバイアス
電位を印加し、更に高電圧を印加して陽極ターゲット１
４に微小な電子ビーム束を形成させるようにした後、陽
極への許容入力を越えないような入力で長時間連続動作
をさせる。この時の微小焦点形成のための陰極素子１５
の動作温度は１０００数百℃であり、従来のタングステ
ン製の陰極の動作温度に比べて５００℃近く低減されて
いる。従って、その時の陰極構体１２の傍熱による全体
的な温度上昇が抑えられ、陰極構体１２への熱的影響が
緩和されている。更に、動作温度における微小焦点形成
のための陰極素子１５の寿命は、従来のタングステン製
の陰極に比べて長いことが判る。（他の実施例）

【００１４】図３および図４はこの発明の他の実施例を
示したもので、図３は全体を示す断面図、図４はその陰
極構体を拡大して示す断面図であり、上記実施例と同一
効果が得られる。

【００１５】即ち、この他の実施例における陰極構体２
６は、図４に示すように、上記実施例の陰極素子１５、
ビーム通過孔１６ａ、１７ａを有する第１および第２の
集束電極１６、１７、陰極支持棒１８、１９、支持部材
２０、２１を２組用い、所定角度で傾斜させて組み合わ
せている。そして、一方（図の右側）を排気加熱用とし
て使用している。

【００１６】

【発明の効果】この発明によれば、陰極構体が単結晶又
は多結晶の硼化ランタンからなる陰極素子と、この陰極
素子の前方に配設された１個以上の集束電極とからなる
ので、陰極素子の実使用における動作温度を低減出来、
各部材への熱放射による悪影響を除去し、もって管球の
長寿命化を図かることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る微小焦点Ｘ線管の全
体を示す断面図。

【図２】図１の要部（陰極構体）を拡大して示す断面図
。

【図３】この発明の他の実施例に係る微小焦点Ｘ線管の
全体を示す断面図。

【図４】図３の要部（陰極構体）を拡大して示す断面図
。

【図５】従来のデマンタブル形式の微小焦点Ｘ線管の全
体を示す断面図。

【図６】図５の要部（陰極構体）を拡大して示す断面図
。

【符号の説明】

１１…真空外囲器、１２…陰極構体、１３…陽極構体、
１５…陰極素子、１６…第１の集束電極、１７…第２の
集束電極、２５…コイル状陰極フィラメント。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　真空外囲器内に陰極構体と陽極構体が
対向して配設されてなる微小焦点Ｘ線管において、上記
陰極構体は単結晶又は多結晶の硼化ランタンからなる陰
極素子と、この陰極素子の前方に配設された１個以上の
集束電極とを具備してなることを特徴とする微小焦点Ｘ
線管。
【請求項２】　　硼化ランタンからなる陰極素子が管軸
上に位置し、管軸から離隔した位置に第２の焦点形成用
のコイル状陰極フィラメントが設けられてなることを特
徴とする請求項１記載の微小焦点Ｘ線管。