JPH0917363A - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子ビームｅが対陰極４のねらい位置へ正確
に衝突するように電子銃１の向きを自動的に調節できる
ようにして、該調節作業の容易化を図る。 【構成】 電子銃１から発射した電子ビームｅを電磁レ
ンズ３で収束し、対陰極４に衝突させることによって、
該対陰極４の表面からＸ線を発生させる。このようなＸ
線発生装置において、対陰極４に対する電子ビームｅの
衝突位置を検出する電子ビーム検出部材５を設ける。該
電子ビーム検出部材５の検出結果に基づいて、対陰極４
に対する電子ビームｅのねらい位置と衝突位置とのずれ
を比較回路７で求め、駆動回路８によって電子銃１の向
きを変えることにより、該位置ずれを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子銃から発射した
電子ビームを電磁レンズで収束し、対陰極に衝突させる
ことによって、該対陰極の表面からＸ線を発生させるＸ
線発生装置に関し、特に対陰極に対する電子ビームの衝
突位置を自動的に調節できるようにしたＸ線発生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に従来のＸ線発生装置の構成を示
す。一般に、Ｘ線発生装置は、電子銃１，アノード２，
電磁レンズ３，対陰極４を備えており、電子銃１で発生
した電子ビームｅをアノード２を通して発射し、電磁レ
ンズ３で収束することにより対陰極４の表面に焦点を結
ぶよう調節している。対陰極４の表面からは、電子ビー
ムｅの衝突に伴いＸ線が発生する。例えば、Ｘ線回折装
置では、このようにして対陰極４の表面で発生したＸ線
を試料に照射しＸ線回折測定を行なっている。

【０００３】上述したＸ線発生装置において、対陰極４
から適正量のＸ線を発生させるためには、所定のねらい
位置（通常、対陰極の中心）に電子ビームｅを衝突させ
ることが必要となる。ところが、一般の電子銃１は、タ
ングステン線を高温加熱することにより電子ビームｅを
発生するようになってるので、熱変動に伴い電子ビーム
ｅの軌道軸が微妙にずれてしまう。このため、機械的に
電子銃１を位置決めしても、対陰極４に対するねらい位
置へ正確に電子ビームｅを衝突させることが困難であっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】さて、電子ビームｅの
衝突によって対陰極４には電流が流れる。この対陰極４
に流れる電流は、電子ビームｅが所定のねらい位置に衝
突したとき最大となる。従来はこの現象を利用して、対
陰極４に電流計を装着し、対陰極４に流れる電流が最大
となるように電子銃１の向きを手動操作にて調整してい
た。

【０００５】しかしながら、手動操作で電子銃１の向き
を調整した場合、作業が面倒で時間がかかる。しかも、
稼働中に電子ビームｅの軌道がずれた場合、これを検出
するには常に電流計を確認していなければならず煩雑で
あった。この発明はこのような事情に鑑みてなされたも
ので、電子ビームが対陰極のねらい位置へ正確に衝突す
るように電子銃の向きを自動的に調節できるようにし
て、該調節作業の容易化を図ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、電子銃から発射した電子ビームを電磁レ
ンズで収束し、対陰極に衝突させることによって、該対
陰極の表面からＸ線を発生させるＸ線発生装置におい
て、対陰極に対する電子ビームの衝突位置を検出する電
子ビーム衝突位置検出手段と、該電子ビーム衝突位置検
出手段の検出結果に基づいて対陰極に対する電子ビーム
のねらい位置と衝突位置とのずれを求める補正量検出手
段と、該補正量検出手段によって検出した位置ずれを補
正するように電子銃を駆動する電子銃駆動手段とを備え
ている。

【０００７】

【作用】電子ビーム衝突位置検出手段によって検出した
対陰極に対する電子ビームの衝突位置に基づいて、補正
量検出手段が対陰極に対する電子ビームのねらい位置と
衝突位置とのずれを求める。そして、電子銃駆動手段に
よって電子銃を駆動して上記対陰極のねらい位置に対す
る電子ビームの衝突位置のずれを補正することにより、
自動的に電子ビームの衝突位置を対陰極のねらい位置に
合致させることができる。

【０００８】ここで、上記の電子ビーム衝突位置検出手
段は、対陰極のねらい位置に衝突する電子ビームの軌道
を中心軸として、該中心軸の周囲等距離の位置で且つ対
陰極の近傍に配設された複数の導電性の電子ビーム検出
部材であることが好ましい。この電子ビーム検出部材を
用いれば、対陰極のねらい位置に対する電子ビームの衝
突位置のずれを、電子ビーム検出部材への電子ビームの
衝突面積の変化によって検出することができる。

【０００９】さらに、上記中心軸に対し対称な位置に配
設した二個の電子ビーム検出部材を対とし、中心軸周り
に複数対の電子ビーム検出部材を配設する。そして、補
正量検出手段は、電子ビームの衝突面積に応じてそれぞ
れ対となっている電子ビーム検出部材に流れる電流の大
きさを比較することにより、対陰極に対する電子ビーム
のねらい位置と衝突位置とのずれを求めるようにしても
よい。この構成によれば、簡単な比較回路で対陰極に対
する電子ビームのねらい位置と衝突位置とのずれを求め
ることができる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して詳細に説明する。図１はこの発明の実施例に係るＸ
線発生装置を示す構成図、図２は図１に示した電子ビー
ム検出部材の具体的構成を示す斜視図である。また、図
３は図１に示した電流検出回路６，比較回路７，および
駆動回路８を更に具体化した回路ブロック図である。

【００１１】図１に示すように、この実施例のＸ線発生
装置は従来のＸ線発生装置と同様（図４参照）、電子銃
１，アノード２，電磁レンズ３，対陰極４を備えてい
る。そして、電子銃１で発生した電子ビームｅをアノー
ド２を通して発射し、電磁レンズ３で収束することによ
り対陰極４の表面に焦点を結ぶよう調節している。対陰
極４の表面からは、電子ビームｅの衝突に伴いＸ線が発
生する。

【００１２】さらに、対陰極４の近傍には、電子ビーム
衝突位置検出手段としての電子ビーム検出部材５が配設
してある。この電子ビーム検出部材５は、図２に示すよ
うに円筒形の導電性のアパーチャを電気的に偶数個に分
割（図では６分割）してなる。したがって、６個の電子
ビーム検出部材５ａ，５ａ′，５ｂ，５ｂ′，５ｃ，５
ｃ′が円筒形状に配設してある。これらの電子ビーム検
出部材５ａ〜５ｃ′は、電子ビームｅの衝突する面積に
応じて電流が流れる各種導電性部材で形成することがで
きる。ただし、磁性体は電子ビームを曲げてしまうため
好ましくない。

【００１３】電子ビーム検出部材５ａ〜５ｃ′は、円筒
形のアパーチャを分割してなるため、それぞれ円筒の中
心軸から等しい距離に配置されている。さらに、電子ビ
ーム検出部材５ａ〜５ｃ′は、二個を対として、複数対
（図では三対）にまとめてある。すなわち、円筒の中心
軸に対して対称な位置に、それぞれ対となる電子ビーム
検出部材５ａと５ａ′、５ｂと５ｂ′、５ｃと５ｃ′の
各々を配置してある。そして、各電子ビーム検出部材５
ａ〜５ｃ′は、上記円筒の中心軸を、対陰極４のねらい
位置（以下、この実施例では、対陰極４の中心とす
る。）に衝突する電子ビームｅの軌道と合致させて配設
してある。

【００１４】各電子ビーム検出部材５ａ〜５ｃ′は、図
３に示すようにそれぞれ個別的に電流検出回路６ａ，６
ａ′，６ｂ，６ｂ′，６ｃ，６ｃ′と接続されており、
これら電流検出回路６ａ〜６ｃ′によって、電子ビーム
検出部材５ａ〜５ｃ′に流れる電流値を検出している。
互いに対になった電子ビーム検出部材５ａ−５ａ′、５
ｂ−５ｂ′、５ｃ−５ｃ′とそれぞれ接続された電流検
出回路６ａ−６ａ′、６ｂ−６ｂ′、６ｃ−６ｃ′は、
各々同一の比較回路７ａ，７ｂ，７ｃに接続してある。

【００１５】比較回路（補正量検出手段）７ａ〜７ｃ
は、各電流検出回路６ａ〜６ｃ′の検出結果を比較し
て、対になった電子ビーム検出部材５ａ−５ａ′、５ｂ
−５ｂ′、５ｃ−５ｃ′にそれぞれ流れる電流値の差を
求める。各比較回路７ａ〜７ｃは、電子銃１の駆動回路
８（電子銃駆動手段）に接続してあり、比較結果をこの
駆動回路８に出力する。電子銃１は、電動モータ９等の
駆動手段によって向きを変えることができる。駆動回路
８は、各比較結果の差がなくなるように、すなわち各電
子ビーム検出部材５ａ〜５ｃ′に流れる電流が等しい大
きさとなるように、電動モータ９を制御する。

【００１６】次に、この実施例に係るＸ線発生装置の作
用を説明する。電子銃１から発射し電磁レンズ３によっ
て収束された電子ビームｅは、円筒状に配設された電子
ビーム検出部材５ａ〜５ｃ′の中空部を通り、対陰極４
の表面に衝突する。ここで、電子ビーム検出部材５ａ〜
５ｃ′は、電子ビームｅの外周部分を遮蔽し、電磁レン
ズ３の歪等により生じた電子ビームｅの収差を補正する
機能も有している。

【００１７】各電子ビーム検出部材５ａ〜５ｃ′には、
電子ビームｅの衝突面積に応じた大きさの電流が流れ
る。いま、電子銃１から発射された電子ビームｅの軌道
が、円筒状に配設された電子ビーム検出部材５ａ〜５
ｃ′の中心軸と一致している場合、すなわち対陰極４の
中心に電子ビームｅが衝突する場合、各電子ビーム検出
部材５ａ〜５ｃ′には、ほぼ等しい面積で電子ビームｅ
の外周部分が衝突する。したがって、各電子ビーム検出
部材５ａ〜５ｃ′に流れる電流値はほぼ等しくなり、こ
れが各電流検出回路６ａ〜６ｃ′で検出されて各比較回
路７ａ〜７ｃに出力される。各比較回路７ａ〜７ｃにお
ける電流値の比較結果は零となり、したがって駆動回路
８からは駆動信号が出力されず、電子銃１をそのままの
向きに保つ。

【００１８】また、電子銃１から発射された電子ビーム
ｅの軌道が、円筒状に配設された電子ビーム検出部材５
ａ〜５ｃ′の中心軸と一致していない場合、すなわち対
陰極４の中心からずれた位置に電子ビームｅが衝突する
場合、そのずれた方向によって、対になった電子ビーム
検出部材５ａ−５ａ′、５ｂ−５ｂ′、５ｃ−５ｃ′の
相互間で電子ビームｅの衝突面積に差が生じる。そし
て、電子ビームｅの衝突面積が広い電子ビーム検出部材
には、もう一方の電子ビーム検出部材より大きな電流が
流れる。各電流検出回路６ａ〜６ｃ′は、これら電子ビ
ーム検出部材５ａ〜５ｃ′に流れる電流の値を検出す
る。対になった電子ビーム検出部材５ａ−５ａ′、５ｂ
−５ｂ′、５ｃ−５ｃ′に流れる電流値は、同じ比較回
路７ａ〜７ｃに入力され、その電流値の差が比較結果と
して駆動回路８に出力される。

【００１９】この実施例では、三対の電子ビーム検出部
材５ａ−５ａ′、５ｂ−５ｂ′、５ｃ−５ｃ′が電子ビ
ームｅの軌道周囲に配設してあるので、三つの電流値の
差が駆動回路８に出力される。駆動回路８は、これら電
流値の差を零とする向き、すなわち対陰極４の中心に電
子ビームｅが衝突するような向きに電子銃１を移動させ
る。かくして、自動的に電子ビームｅを対陰極４の中心
に衝突させることができる。また、稼働中に電子ビーム
ｅの衝突位置がずれた場合にも、その位置ずれを電子ビ
ーム検出部材５ａ〜５ｃ′の電流変化によって検出でき
るので、自動的に電子銃１の向きを補正して、適正な電
子ビームｅの衝突状態を保持することができる。

【００２０】なお、この発明は上述した実施例に限定さ
れるものではない。例えば、この発明のＸ線発生装置
は、Ｘ線回折装置等の測定装置のみならず、Ｘ線を利用
した各種産業機器に適用できることは勿論である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線発
生装置によれば、電子ビームが対陰極のねらい位置へ正
確に衝突するように電子銃の向きを自動的に調節できる
ので、該調節作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例に係るＸ線発生装置を示す構
成図である。

【図２】図１に示した電子ビーム検出部材の具体的構成
を示す斜視図である。

【図３】図１に示した電流検出回路，比較回路，および
駆動回路を更に具体化した回路ブロック図である。

【図４】従来のＸ線発生装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１：電子銃 ２：アノード ３：電磁レンズ ４：対陰極 ５ａ，５ａ′，５ｂ，５ｂ′，５ｃ，５ｃ′：電子ビー
ム検出部材 ６ａ，６ａ′，６ｂ，６ｂ′，６ｃ，６ｃ′：電流検出
回路 ７ａ，７ｂ，７ｃ：比較回路 ８：駆動回路 ９：電動モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子銃から発射した電子ビームを電磁レ
   ンズで収束し、対陰極に衝突させることによって、該対
   陰極の表面からＸ線を発生させるＸ線発生装置におい
   て、前記対陰極に対する電子ビームの衝突位置を検出す
   る電子ビーム衝突位置検出手段と、該電子ビーム衝突位
   置検出手段の検出結果に基づいて前記対陰極に対する電
   子ビームのねらい位置と衝突位置とのずれを求める補正
   量検出手段と、該補正量検出手段によって検出した位置
   ずれを補正するように前記電子銃を駆動する電子銃駆動
   手段とを備えたことを特徴とするＸ線発生装置。
2. 【請求項２】 前記電子ビーム衝突位置検出手段は、前
   記対陰極のねらい位置に衝突する電子ビームの軌道を中
   心軸として、該中心軸の周囲等距離の位置で且つ前記対
   陰極の近傍に配設された複数の導電性の電子ビーム検出
   部材であることを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装
   置。
3. 【請求項３】 前記中心軸に対し対称な位置に配設した
   二個の電子ビーム検出部材を対とし、中心軸周りに複数
   対の電子ビーム検出部材を配設するとともに、 前記補正量検出手段は、それぞれ対となっている電子ビ
   ーム検出部材に流れる電流の大きさを比較することによ
   り前記対陰極に対する電子ビームのねらい位置と衝突位
   置とのずれを求めるものであることを特徴とする請求項
   ２記載のＸ線発生装置。