JPS6028725A - Ｘ線高電圧装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はＸ線管に印加すべき高電圧を発生させるＸ線高
電圧装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

Ｘ線管に印加すべき高電圧、すなわち、Ｘ線管の陽極と
フィラメントとの間に印加子べき管電圧（以下、「管電
圧」と称する）は、直流電圧を特定の周波数で断続し、
この断続直流電圧を高電圧発生手段たる変圧器の１次側
に印加し、前記変圧器の２次側に誘起された電圧を整流
することにより得ている。しかして、前記直流電圧を得
る方法には、第１図に示すように、交流電圧源１をサイ
リスタ２ａ、２ａ及びダイオード２ｂ　、２ｂとから構
成される整流手段により整流した後、コンデンサ乙によ
り平滑して得る第１の方法と、第２図に示すように、充
電手段４、例えば充電器により充電された蓄電池５を用
いる第２の方法があり、従来より一般的に用いられてい
る。

しかしながら、前記第１の方法（第１図）は、交流電圧
源１の電源投入時におけるサージ電流対策のために、サ
イリスタ２ａ　ｌ　２＆により位相制御がなされており
、コンデンサ３への充電電流が第６図のＩｄで示すよう
に１０ｍ５ｅｃごとのパルス電流となる（電源周波数５
０Ｈｚにおける全波整流の際のサイリスク２ａ　、２ａ
のターン・オン周期がｉＱｍｓｅｃとなるため）。この
結果、前記パルス電流の平均電流は、同図Ｉｉで示すよ
うに少なくな力、Ｘ線管の陽極に流れる電流（以下、「
管電流」と称する）が大きい場合、す々わちＸａの高曝
射が長時間続くような場合、前記コンデンサ６の充電電
流が不足し、端子間電圧（前記高圧発生手段に印加され
る電圧）が降下するために、管電圧が降下し、入射Ｘ線
量不足により写真黒化度不足を生ずる欠点がある。この
ような欠点の対策として、前記交流電圧源１（通常、変
圧器による専用の電源設備により供給される）の容量、
及びコンデンサ６の容量を増大すれば良いが、電源設備
の大規模な変更を要すると共に、コンデンサ３がより大
型なものなり、さらに、前記スイッチング素子の断続に
より発生する高周波ノイズを電源ラインに混入させない
ための大型のノイズフィルタが不可欠である等を考慮“
ｒれば、大型かつ大重量であると共に高価な装置になら
ざるを得ない。

また、前記第２の方法（第２図）は、充電手段４、例え
ば充電器によって予め充電された蓄電池５を用いるので
、電源ラインを切り放せば、前記スイッチング素子の断
続により発生する高周波ノイズが電源ラインに混入する
のを防止できるので、前記大型のノイズフィルタは不要
となる。

しかしながら、蓄電池は、充電状態、放電状態において
その内部抵抗が大きく変化するので、１回の充電で長時
間安定したＸ線曝射を行なうためには、大型（大容量）
の蓄電池を用いる必要があり、装置が大型かつ大重量に
なると共に高価になる問題は避けられない。また、Ｘ線
高曝射時には、瞬間的な大電流が前記蓄電池より放電さ
れるので、高価な蓄電池の寿命が短かくなる等の問題も
ある。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情によってなされたもので、小容量の電
源設備から供給される交流電圧にもかかわらず、写真黒
化度不足等の問題が生じないと共に、装置自体が小型、
軽量、かつ長寿命であるところのＸ線高電圧装置を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

前記目的を達成するための本発明の概要は、交流電圧源
を入力する充電手段と、この充電手段の出力を基に直流
電圧を出力する直流電圧源と、この直流電圧源より出力
される直流電圧を特定の周波数で断続させるスイッチン
グ素子と、このスイッチング素子により断続される直流
電圧を入力し、高電圧を発生させる高電圧発生手段とを
少なくとも具備し、Ｘ線管に印加すべき高電圧を発生さ
せるＸ線高電圧装置において、蓄電池と、この蓄電池の
放電を制限する放電制限手段と、この放電制限手段を介
し忙前記蓄電池に並列接続されるコンデンサとを具備す
る直流電圧源と、前記交流電圧源と前記放電制限手段と
の間に、Ｘ線曝射に対して連動的に開閉動作するスイッ
チとを具備することを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しガから説
明する。

第４図は本発明に係るＸ線高電圧装置の構成を示す回路
図であり、同図１は、図示しない電源設備より供給され
る交流電圧源でおる。前記交流電圧源１は、充電手段４
、例えば充電器の入力側に接続され、この充電手段４の
出力側は、後段に配置される蓄電池５に接続されている
。また８で示すのは、コンデンサであり１例えば図示し
ないＸ線曝射制御装置等から出力される制御信号によシ
開閉動作可能な例えに２連スイツチ（以下、単に「スイ
ッチ」と称１ｒ）６及び、前記蓄電池５の放電電流を制
限する放電制限手段７を介して、前記蓄電池５に並列接
続されている。しかして、前記蓄電池５．放電制限手段
７及びコンデンサ８とから直流電圧源１５が構成される
。この直流電圧源１５の出力は、特定周波数で開閉動作
するスイッチング素子、例えばトランジスタ９を介して
高電圧発生手段１００入力側に印加されるよう接続され
る。前記高電圧発生手段１０は、例えば１次。

２次巻線を有する図示しない変圧器と、前記２次巻線に
誘起された高電圧を整流する図示しない整流手段とから
構成されており、その出力は、Ｘ線管１２の陽極１２ａ
及びフィラメント１２ｂとの間に印加されるように接続
されると共に、その一部、丁なわち、抵抗１１ａ、Ｉｌ
ｂとが直列接続されて構成される分圧手段により分圧さ
れた電圧が、制御手段１６に印加されるように接続され
ている。この制御手段１３は、前記高電圧発生手段１Ｄ
の出力電圧の変動に応じて、後段に配置されるドライバ
１４を制御するものである。前記ドライバ１４は、トラ
ンジスタのベースに印加子べきパルス電圧を発生するも
のであり、このパルス幅は、前記制御手段１３により制
御される。

次に、前記放電制限手段７の構成について説明する、第
５図は前記放電制限手段７の構成を示す回路図であり、
蓄電池５の電圧が、スイッチ６及びこれに直列接続され
る抵抗７６を介してコンデンサ８に印加されるよう接続
されている。また、コンデンサ８に並列接続される検出
手段７６は、例えば、演算増幅器を用いたコンパレータ
、あるいはツェナーダイオード等で構成され、前記コン
デンサ８の端子電圧を検出するものであり、その出力は
、リレー７２を駆動させるドライバ７５に入力される。

リレー７２の一端は、ドライバ７５の出力側に接続され
、また他端は、スイッチ６を介して蓄電池５の電圧が印
加されるように接続されており、その常開接点７２ａは
、前記抵抗７６に並列接続されている。

次に、以上のように構成される装置の作用について説明
する。Ｘ線非曝射時において、スイッチ６がオン（導通
状態）シ、充電手段４により充電された蓄電池５の放電
電流は、スイッチ６及び放電制限手段７を介してコンデ
ンサ８に充電される。

しかして、ｘｍｍ射時において、前記コンデンサ８の端
子電圧が、ドライバ１４によυ％定周波数で開閉動作す
るトランジスタ９を介して高電圧発生手段１０に断続印
加されると、前記高電圧発生手段１０は高電圧を発生す
る。この高電圧は、Ｘ線管１２の陽極１２＆とフィラメ
ント１２ｂとの間に印加（この高電圧を「管電圧」とも
いう）されると共に、抵抗１１ａ、１１ｂによシ分圧さ
れた後、制御手段１６に印加される。制御手段１６は、
前記分圧された電圧の変動に応じてトランジスタ９０ベ
ースに印加されるパルス電圧のパルス幅を制御する。す
なわち、管電圧を一定に保つように制御手段１６により
フィード・バック制御が行なわれる。したがって、コン
デンサ８の端子電圧が、Ｘ線曝射時間の経過により徐々
に低下しても、前記フィード・バック制御により管電圧
はほぼ一定に保たれる。

次に前記放電制限手段７の作用について説明す丑 る。Ｘ線曝射時にスイッチ６がオンする。したがって、
この時コンデンサ８は、抵抗７６及びダイオード７４を
介した蓄電池５の放電電流により充電される。しかして
、前記コンデンサ８の端子電圧が特定電圧以上になると
、これを検出手段７６が検出し、ドライバ７５を介して
リレー７２を駆動子゛る。リレー７２の動作により、前
記リレー７２の常開接点７２ａが閉じるので、抵抗７３
の両端がショートされる。この結果、コンデンサ８は、
はぼゼロオームで充電されることになる。＼＼、ここで
、２段階でコンデンサ８を充電する理由について説明す
る。

すなわち、コンデンサ８を充電する際の突入電流により
、蓄電池５の放電電流が瞬間的に大電流となり、これを
繰り返すと、蓄電池５の寿命が短かくなる。そこで、コ
ンデンサ８の端子電圧が特定電圧以下の場合には、抵抗
７６を介して充電することにより、突入電流を緩和する
のである。しかして、Ｘ線曝射時のエネルギーは、コン
デンサ８の放電電流を用い、蓄電池５の急激な放電が避
けられるので、従来（第２図）の場合に比べ、蓄電池５
の寿命を著しく延ばすことができる。

次にＸ線曝射時には、スイッチ＼６がオフ（非導通状態
）し、蓄電池５が直流電圧源１５より切り放され、この
状態でＸ線曝射が行なわれる。したがって、前記コンデ
ンサ８は、１回のＸ線曝射エネルギーをフィード・バッ
ク制御により補償できる範囲の充電容量を有していれば
良い。また、Ｘ線陽射時にスイッチ族６がオフするので
、トランジスタ９の開閉動作による高周波ノイズが電源
ラインに混入するのを防止でき、よってノイズフィルタ
等は不要となる。

また、１回のＸ線曝射が終了し、次の曝射までの間、ス
イッチ６がオンし、コンデンサ８が充電されるが、この
充電電流、すなわち、 Ｑ＝Ｉ・Ｔ（＝ＣＶ） の関係からめられる充電電流（Ｉｂ）は、第７図に示す
ように、第１図の平均電流Ｉｆよシも大きくとれるので
、短時間で充電される。よって、従来装置（第１図）の
ように、コンデンサ６の充電電流不足が起因する写真黒
化度不足等の問題は生じない。

さらに、本装置は、従来（第１図）のように、交流電源
１を整流したものを直接用いず、蓄電池５に一旦蓄電し
たものを用いるので、前記交流電源１が供給される図示
しない電源設備は、大容量であることを要さない。また
、前記蓄電池５は充′　電手段４により常時充電される
ので、前記蓄電池５及び充電手段４も大容量であること
を要さない。

尚、本発明は前記実施例によって限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で適宜に変形実施が可能であ
るのはいうまでもない。その−例として以下に述べる。

第５図に示した充電制限手段７は、リレー７２を用いた
が、例えば、第６図に示すようにトランジスタ７８を用
いることもできる。トランジスタ７８がオンし、コレク
ターエミッタ間の抵抗がほぼゼロオームとなるのを利用
したものである。また、図示しないが、前記トランジス
タ７８の他に、トライアック等を用いても良いし、さら
に、サイリスタによる位相制御（ソフトスタート）を用
いても良い。

また、前記実施例では、スイッチ６を蓄電池５と放電制
限手段７との間に設けたが、これに限定されず、例えば
第８図に示すように、充電手段４と蓄電池５との間に設
けても良い。このように構成すると、蓄電池５の充電は
、Ｘ線が曝射されない時に限られるが、Ｘ＃＊射エネル
ギーは、コンデンサ８と蓄電池５との両方から供給され
ることになり、短時間で大容量負荷を取り出す場合に非
常に有効となる。また、この場合、高電圧発生手段１０
０図示しない変圧器２巻線等において発生する逆起電力
等が、蓄電池５に悪影響を及ばす場合が考えられる。か
かる場合には、例えば、１６で示すダイオードを挿入し
、蓄電池５の逆充電を防止すれば良い。

さらに、図示しないが、前記スイッチ６を交流電圧源１
と充電手段４との間に設けても第８図と同様の効果な奏
することができる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、放電制限手段を介し、蓄
電池に並列にコンデンサを接続することにより、前記コ
ンデンサへの充電効率が良くなるので、充電電流不足が
起因する写真黒化度不足等の問題が生じないと共に、前
記蓄電池、コンデンサ及び充電手段は大型のものである
ことを要さず、またノイズフィルタ等が不用となるので
、装置自体が小型、＠量となり、さらに、前記蓄電池は
、急激な放電が避けられるので長寿命となる等、優れた
効果を奏するＸ線高電圧装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のＸ線高電圧装置の直流電源を
示す回路図、第３図は第１図に示す直流電圧源の特性を
説明するための波形図、第４図は本発明に係るＸ線高電
圧装置の構成を示す回路図、第５図及び第６図は、第４
図に示す装置の一部の詳略な構成を示す回路図、第７図
は第４図に示す装置の作用を説明するための波形図、第
８図は第４図に示す装置の変形例を示す回路図である。 ４・・・充電手段、　５・・・蓄電池、　６・・・スイ
ッチ、Ｘ線管、　１５・・・直流電圧源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電圧源を入力する充電手段と、この充電手段の出力
   を基に直流電圧を出力する直流電圧源と、この直流電圧
   源より出力される直流電圧を特定の周波数で断続させる
   スイッチング素子と、このスイッチング素子により断続
   される直流電圧を入力し、高電圧を発生させる高電圧発
   生手段とを少なくとも具備し、Ｘ線管に印加すべき高電
   圧を発生させるＸ線高電圧装置において、蓄電池と、こ
   の蓄電池の放電を制限する放電制限手段と、この放電制
   限手段を介して前記蓄電池に並列接続されるコンデンサ
   とを具備する直流電圧源と、前記交流電圧源と前記放電
   制限手段との間に、Ｘ線曝射に対して連動的に開閉動作
   するスイッチとを具備することを特徴とするＸ線高電圧
   装置。