[發明專利]場致發射型X射線產生裝置

無效

• 申請號: 201110462063.5
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102665370A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 稻葉仁;鬼塚好弘;中村智宣;定塚淳生;小池高壽;福田康成;熊野光明;野口芳浩
• 申請（專利權）人: 高砂熱學工業株式會社;株式會社鬼塚硝子;福德仕株式會社
• 主分類號: H05G1/10
• 分類號: H05G1/10;H05G1/34;H01J35/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 何欣亭;王忠忠

技術領域

本發明涉及場致發射型X射線產生裝置。

背景技術

近年來，例如在平板顯示器的制造工序中，使用了照射軟X射線(微弱X射線：a?soft?X-ray)而生成離子，并利用其除靜電(remove?static?electricity)的技術。作為產生軟X射線的裝置，到目前為止一直使用燈絲(filament)方式的X射線產生裝置，但是在該燈絲方式的X射線產生裝置中，存在著消耗功率大這一問題。

因此，最近使用了場致發射型電子源的X射線管(場致發射型X射線管)，由于能在常溫發射電子所以能夠將消耗功率抑制得較低，所以其作為現有的燈絲方式的X射線管的替代方式而備受期待。然而，當向場致發射型X射線管施加數kV～數十kV的高壓電壓時，存在著隨著點亮時間的經過電子發射特性變差這一問題。因此，在最低限度要求數千小時以上的壽命的用途(例如除靜電用)等中，實際情況是使用了場致發射型X射線管的裝置未被實用化。

關于這方面，作為確保場致發射型的X射線產生裝置的長壽命的技術，提出了將發射極和柵極電極間用具有既定電阻的布線短路的技術(專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2008-53241號公報

發明內容

然而，在專利文獻1記載的技術，是以防止靜電帶電為起因的電位產生導致的放電破壞為目的，在后述那樣構成為利用高壓電纜連結電源和場致發射型X射線管的裝置的情況下，在高壓電纜產生的過電流、特別是在開始點亮時容易產生的突發的異常電流的對策并不充分。

本發明鑒于該情況而作出，其目的在于，提供長壽命的場致發射型X射線產生裝置，以謀求解決上述問題。

發明人深入研究時了解到：在向X射線管施加數kV～數十kV的高壓電壓的情況下，電子發射特性變差的較大的原因是，由場致發射型X射線管特有的電子發射源的電流變動引發的過電流的產生。

基于附圖說明該情況時，如圖2所示，在例如構成為除靜電用的裝置的情況下，對于場致發射型X射線管101，構成為：經由高壓電纜102從直流電源103對于場致發射型X射線管101內的電子發射元件施加電壓。在該高壓電纜102存在著以電纜長度為來由而寄生的所謂的寄生電感L和電容C。另外，通?？紤]在高壓電纜102中的直流電源103附近的部位，設有用于防止過電流的過電流防止電阻104。

在該狀態下點亮場致發射型X射線管101時，了解到：場致發射型X射線管101的電子發射量的變動比燈絲方式的X射線管大，以該變動為起因，所述的寄生電感L和電容C引起在高壓電纜102比如二次產生高電壓。該二次產生的電壓，不經由過電流防止電阻104，其結果是，圖2所示的裝置結構最終與圖3所示的電路等效。因此，利用過電流防止電阻104的過電流防止功能不工作，電子源的電子發射量進一步增大，引起異常放電導致的發射極(電子發射元件)的變差。

該變差使電子發射性能依次變差，所以場致發射型X射線管101的壽命變短。再進一步，還了解到由于所述的寄生電感L和電容C，特別在開始點亮時極短時間內在高壓電纜102產生高電壓。按照發明人的見解，存在著最大施加場致發射型X射線管101的額定的110％的電壓的可能性。

因此鑒于這樣的問題，本發明的場致發射型X射線產生裝置的特征在于，具備：X射線管，具有發射電子的電子發射元件、利用從所述電子發射元件發射的電子的照射而產生X射線的對陰極、以及將在所述對陰極產生的X射線向外部發射的窗部；以及電源部，經由高壓電纜對于該X射線管施加電壓，在所述電源部附近設有第1電流控制電阻，該第1電流控制電阻限制從該電源部流過所述高壓電纜的電流，在所述電子發射元件附近設有第2電流控制電阻，該第2電流控制電阻限制從所述高壓電纜流入電子發射元件的電流，所述第2電流控制電阻的電阻值，比所述電子發射元件固有的電阻值和所述電子發射元件-所述對陰極間的電阻值的總計電阻值小。

依據本發明，通過在所述的電源附近設有的過電流防止用的第1電流控制電阻，此外在電子發射元件附近設有限制從所述高壓電纜流入電子發射元件的電流的第2電流控制電阻，所以即使如上述那樣，由寄生電感和電容導致在極短時間內高壓電纜上產生高電壓，也能利用該第2電流控制電阻抑制來自電子發射元件的電子發射量，從而謀求該發射元件的保護、實現長壽命。

優選當向所述X射線管施加的電壓的絕對值設為Vo時，第2電流控制電阻的電阻值R[Ω]為R＝0.1×Vo～1000×Vo。