电场发射型X射线产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电场发射型X射线产生装置。在使用电场发射型冷阴极元件的X射线产生装置中，防止收容有冷阴极元件的玻璃管和位于其外侧的框体间的放电，与以往相比，延长冷阴极元件、X射线产生装置的寿命，实现稳定的工作。框体（2）接地。通过来自直流电源（7）的电压的施加而发射电子的冷阴极元件（5）收容在玻璃管（4）内，玻璃管（4）的下端部（4a）在框体（2）内被绝缘材料（3）支承。在玻璃管（4）的上端部侧设置有靶（8）和将在靶（8）产生的X射线发射到外部的窗部（9）。玻璃管（4）中的下端部（4a）的周缘部（4b）被绝缘材料（3）所覆盖，绝缘材料（3）的表面用接地的导体（21）进行被覆。

【技术实现步骤摘要】
电场发射型X射线产生装置
本专利技术涉及使用了电场发射型冷阴极元件的X射线产生装置。
技术介绍
使用了电场发射型冷阴极元件的X射线管（以下，称为“电场发射型X射线管”）能进行在常温下的电子发射，即使发热量少且小型，高性能化也容易实现。因而，被期待作为代替以往的灯丝（filament）方式（将加热后的灯丝作为电子发射源使用）的X射线管的高输出光源。但是，作为电子源的电子发射元件（冷阴极元件）的电子发射量有在工作电压以上的范围中伴随着施加电压上升而呈指数函数增加的趋势。例如，当在施加工作电压-13.5kV时产生300μA的管电流（在X射线管内部从冷阴极元件到接地靶（target）电极之间流过的电流）的X射线管中，施加比上述工作电压高的-14.5kV的电压时，管电流变成3000μA，管电流激增为十倍。像这样的急剧的电流的增加，变得容易在管内引发局部的放电现象，该放电现象会引起作为电子发射源的冷阴极元件以及靶的破损、管内的真空程度的劣化等。其结果是，导致在额定电压范围下的X射线输出的降低，即，导致寿命的缩短。在专利技术者们的见解中，作为成为异常放电的原因的管电压变动的主要原因，可举出起因于积蓄在容纳有冷阴极元件的玻璃管内壁面的电荷的放电。对此结合图6进行详述。以往的电场发射型X射线管101具有接地、上表面开口了的框体102。在该框体102内，经由绝缘体103支承玻璃管104的一个端部。玻璃管104收容在框体102内。在该玻璃管104的绝缘体103侧设置有冷阴极元件105，在该冷阴极元件105的周围设置有圆筒状的金属电极106。冷阴极元件105与金属电极106并联连接，从直流电源107向这些电极施加负电压。在玻璃管104的另一端侧内表面形成有由导电性良好的金属材料构成的靶108。在靶108接合有成为接地电位的窗部109，该窗部109露出到外部。窗部109使用具有将在靶108产生的X射线发射到外部的功能的材料，例如由X射线的透射性优越的铍（beryllium）构成。另外，玻璃管104以气密的方式构成，进而在玻璃管104和框体102的上表面端部之间架设有对框体102的玻璃管104的固定构件（以下，称为“固定构件”）110。利用这样的结构，在框体102和玻璃管104之间形成有空间S。而且，当向冷阴极元件105施加规定的高压电压例如-13.5kV使电场发射型X射线管101动作时，电子从冷阴极元件105朝向靶108发射，从窗部109发射出X射线。此时，因为在冷阴极元件105周边的同电位的金属电极106和接地的框体102之间形成电场，所以一部分电子由该电场朝向框体102进行供给。但是，在金属电极106和框体102之间存在作为绝缘体的玻璃管104，朝向框体102发射的电子积蓄在该玻璃管104的内表面。该电子的积蓄会继续到玻璃管104和金属电极106间的电位差消失为止。换句话说，在变为同电位（在该情况下是-13.5kV）的时候，由电子向玻璃管104内壁面的积蓄造成的增加将消失，变成平衡状态。其结果是，相对于刚动作之后在冷阴极元件105和框体102之间有-13.5kV的电位差，在动作后的平衡状态中会变成在玻璃管104和框体102之间的空气层S产生-13.5kV的电位差，产生局部的放电的风险变高。特别是，玻璃管104的下端部A周边更容易发生电场集中，容易变成放电产生的起点。当发生该放电时，在周边伴随着急剧的电场的变化，也会影响到对冷阴极元件105的施加电压，使其变化。在该施加电压的变化成为原因，特别是施加电压增加（作为绝对电压，例如-13.5kV增加到-14kV）了的情况下，电子发射量急剧增加，由于该过电流导致冷阴极元件105的电子发射面的损伤，成为寿命劣化的较大的原因。关于这一点，提出了在采用以往的热电子方式作为电子源的X射线管的内部，在绝缘构件的外表面粘着具有高电阻值的电阻膜的方案（专利文献1）。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-245806公报。但是，在专利文献1记载的现有技术中将在X射线管内部的放电作为问题，关于对如上述那样的在框体102和玻璃管104之间产生的放电如何进行应对则不清楚。此外，上述现有技术对电阻膜的电阻值有所限制，限于具有比X射线管的导电部高且比绝缘部低的电阻值的电阻膜，在这一方面不能说是有通用性的电阻膜。此外，如果进一步说，在上述现有技术中不仅对于关于放电现象是如何产生的没有说明，而且对于利用电阻膜涂敷为何能防止放电也没有说明。因此，不能理解对策的具体的效果，关于对上述的在玻璃管104和框体102之间产生的局部的放电现象应如何进行应用或者在进行了应用的情况下的效果，也完全没有启示。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的方面而做成的，其目的在于，在使用了电场发射型冷阴极元件的X射线产生装置中，不用涂敷这样的高电阻膜，就可防止收容有冷阴极元件的玻璃管和位于其外侧的框体间的微小放电，与以往相比，延长冷阴极元件、X射线产生装置的寿命，实现稳定的工作。为了达成所述目的，本专利技术是，一种电场发射型X射线产生装置，在接地的框体内经由绝缘构件支承玻璃管的一个端部，在该玻璃管内的该一个端部侧以支承等方式设置有发射电子的冷阴极元件，在该玻璃管的另一端部侧，即，与所述冷阴极元件相向的一侧，具有由从所述冷阴极元件发射的电子的照射而产生X射线的靶和将在所述靶产生的X射线发射到外部的窗部，该电场发射型X射线产生装置的特征在于，所述玻璃管中的至少一个端部周缘表面被绝缘材料所覆盖。根据本专利技术，由于电场集中而容易成为放电的起点的一个端部周缘表面被绝缘材料所覆盖，因此能防止在空气中的电场强度的上升，能抑制电荷的积蓄，能防止如上述那样的放电的产生。虽然在本专利技术中只要至少覆盖由于电场集中而容易成为放电的起点的玻璃管的冷阴极元件侧的端部周缘表面即可，但是当然也可以覆盖玻璃管的表面全部。此外，也可以使未被上述绝缘材料覆盖的上述玻璃管的表面被导体（电导体）所被覆，该导体接地。进而，也可以用导体对像这样覆盖了玻璃管的表面的绝缘构件的表面进行被覆，并使该导体接地。在这样的情况下的导体中包含例如由导体制成的网状物（mesh）、金属网、导电性线圈、导体膜。关于上述导体，能提出例如由银浆、镍浆（nickelpaste）、金浆、钯浆（palladiumpaste）、或者碳糊（carbonpaste）的任一种，或者它们的组合制成的导体膜。根据本专利技术，不用涂敷高电阻膜，就能防止收容有冷阴极元件的玻璃管和位于其外侧的框体间的放电，与以往相比，能延长冷阴极元件、X射线产生装置的寿命，能实现稳定的工作。附图说明图1是对示出实施方式的电场发射型X射线产生装置的结构的概略的侧面截面示意性地进行示出的说明图。图2是示意性地示出在图1的电场发射型X射线产生装置中用导体对绝缘材料的表面进行被覆的例子的侧面截面的说明图。图3是示意性地示出用绝缘材料覆盖玻璃管的周面全部并用导体对该绝缘材料的表面进行被覆的例子的侧面截面的说明图。图4是示意性地示出在图1的电场发射型X射线产生装置中用导体对未被绝缘体覆盖的玻璃管表面进行被覆的例子的侧面截面的说明图。图5是示出实施方式的电场发射型X射线产生装置和现有技术的电场发射型X射线产生装置中的管电流的随时间变化的图表。图6是对示出现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电场发射型X射线产生装置，在接地的框体内经由绝缘构件支承玻璃管的一个端部，在该玻璃管内的该一个端部侧设置有发射电子的冷阴极元件，在该玻璃管的另一端部侧具有由从所述冷阴极元件发射的电子的照射而产生X射线的靶和将在所述靶产生的X射线发射到外部的窗部，其中，所述玻璃管中的至少一个端部周缘表面被绝缘材料所覆盖。

【技术特征摘要】
2011.11.30 JP 2011-2615231.一种电场发射型X射线产生装置，在接地的框体内经由绝缘构件支承玻璃管的一个端部，在该玻璃管内的该一个端部侧设置有发射电子的冷阴极元件，在该玻璃管的另一端部侧具有由从所述冷阴极元件发射的电子的照射而产生X射线的靶和将在所述靶产生的X射线发射到外部的窗部，其中，所述玻璃管中的至少一个端部周缘表面被绝缘材料所覆盖。2.根据权利要求1所述的电场发射型X射线产生装...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻叶仁，鬼塚好弘，中村智宣，定塚淳生，小池高寿，
申请(专利权)人：高砂热学工业株式会社，株式会社鬼塚硝子，
类型：发明
国别省市：