JP2001276038A - カソードスキャン型ｘ線発生器及びｘ線ｃｔスキャナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】被検体の内部を立体的に即時性をもって検査で
き、良質なＣＴ画像を得ることができ、小型で信頼性が
良い超高速Ｘ線ＣＴスキャナ用のカソードスキャン型Ｘ
線発生器、及びこれを使った超高速Ｘ線ＣＴスキャナを
提供する。 【解決手段】ドーナツ型の真空容器ＶＶと、この中にあ
る陰極側回転体組立ＣＲと、陰極に通電する為の真空中
で動作する環状の陰極給電機構ＳＬ１とを有する超高速
スキャン型Ｘ線ＣＴスキャナ用のカソードスキャン型Ｘ
線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナであっ
て、陰極側回転体組立または陰極給電機構の回転部分
は、液体金属潤滑剤で潤滑した動圧滑り軸受から成る軸
受機構で回転自在に支承されている。真空容器内部の回
転部分は、液体金属潤滑剤を介して熱的にも電気的にも
真空容器外部と結合されており、低温度に且つ定電位に
保たれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、小型でありなが
ら、高速度で周回するＸ線焦点からＸ線を放射して超高
速スキャンができるＸ線ＣＴスキャナ用のカソードスキ
ャン型Ｘ線発生器、及びこれを使った超高速スキャンが
できるＸ線ＣＴスキャナに関する。Ｘ線焦点を周回させ
る為の回転部分を真空容器内の小型の部品に限定するこ
とにより、大気中における機械的な回転機構を持たず
に、Ｘ線焦点を披検体の周囲に高速度で安定して周回さ
せて、被検体を瞬時に撮影して３次元の画像が得られる
小型のＸ線ＣＴスキャナを提供する。液体金属を潤滑剤
とする動圧滑り軸受を使って真空容器内で電子銃組立を
周回させると共に、真空容器内で周回している電子銃組
立や他の部品に真空容器の外から通電している。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線ＣＴスキャナについて、概略
の断面を表している図１を参照して説明する。従来のＸ
線ＣＴスキャナは、固定架台１００１と、軸受１００３
を介して回転する回転架台１００２とを有している。回
転架台１００２は制御器１００８を用いて制御された回
転駆動機構１００９によって空気中において回転させら
れる。Ｘ線を発生する為のＸ線管１００４や、これに高
電圧を供給する為の高電圧電源（図示せず）や、Ｘ線を
受け取る為の検出器１００６や、その他の電子回路１０
０７等をこの回転架台１００２に取り付けた構造になっ
ている。回転架台１００２に取り付けられた電子回路の
信号は図示しないスリップリングを介して固定架台１０
０１に伝達される。この為に回転架台１００２に取り付
けられた部品の質量の和が大きくなって、Ｘ線ＣＴスキ
ャナのスキャン速度を増そうとすると大きな遠心力が働
き、回転架台１００２に取り付けられた部品や回転架台
１００２自体が過大な応力に耐えられないのでスキャン
速度を高めることができない欠点を持っている。

【０００３】従来構造のＸ線ＣＴスキャナに使われるＸ
線管１００４は、直径が１０ｃｍ程度の円板状のＸ線タ
ーゲットをシリンダー状の真空容器の中で３０００ｒｐ
ｍ程度の高速度で回転させ、これに電子銃組立の陰極か
ら放射された電子を衝突させてＸ線１００５を一方向に
放出するものであり、全体が円柱状に構成されている。
多量のＸ線を発生させる必要があるＸ線ＣＴスキャナ用
のＸ線管では冷却器が必要であり、両者の質量の和は１
００Ｋｇ程度に大きくなり、体積も大きくなり、これを
取り付けて空気中で回転させる為の回転架台１００２は
大型になり、Ｘ線ＣＴスキャナ全体が大きくなって取り
扱いが不便であるだけでなく、設置スペースも大きくな
り、運転費用も多額であった。更に、近年になってＸ線
ＣＴスキャナの用途が広がるにしたがって動きが速い血
液や造影剤の瞬時的な観測が求められてきた。これに応
える為には、Ｘ線管１００４を高速度で被検体の周りで
周回させる必要が生じている。これまでの最高の周回速
度は２ｒｐｓであり、これが限度と考えられている。一
方では、Ｘ線量を増して画質を高めて診断能を高めたい
との要求があり、従来のＸ線管１００４の寸法と質量が
ますます増大する必要がある。この相反する要求を同時
に満たすことは従来の構造のＸ線ＣＴスキャナでは不可
能であった。

【０００４】一方で、スキャン速度を増す為に電子スキ
ャン方式のＸ線ＣＴスキャナが過去に開発された。これ
は、横倒しに置いた魔法瓶の形をした真空容器の底の位
置に固定した電子銃組立から電子を取り出し、電子を真
空容器内でおよそ１００ｃｍ走行させながら電磁的に電
子の位置を制御して被検体の周りを周回させた後に、こ
の電子を円弧状のＸ線ターゲットに入射させて半周回す
るＸ線を取り出すようになっている。この構造では、ス
キャン時間が０．１秒程度の高速スキャンができるが、
十分なＸ線量が得られないこと等に起因して画質が劣悪
であることや、Ｘ線の焦点が大き過ぎることや、安定な
動作を維持し難いことや、装置全体が大きくて取り扱い
難いことや、高価であること等の欠点を持ち、特殊な用
途に使用されているにすぎない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、Ｘ線ＣＴスキャナのスキャン時間を大幅に短縮し
て動きが速い被検体の撮影においてモーションアーチフ
ァクトを無くするとともに、十分なレベルのＸ線量を確
保してフォトンノイズが少ない良質な画像を得ることが
でき、装置全体が小型であって取り扱い易いＸ線ＣＴス
キャナを提供することである。特に、これを実現する為
に真空中で信頼性よく使える軸受機構、及び真空中で周
回している部品に給電できる給電機構として、動作時に
液体である金属を潤滑剤として使用した環状の動圧滑り
軸受を開発し、この動圧滑り軸受を構成する回転部分の
回転中心軸方向の位置が予め定められた範囲内に限定さ
れており、この範囲内で回転中心軸方向に回転部分が移
動しても、この回転部分の回転速度が変化しても、この
軸受の開口における動圧力が一定に保たれて、軸受の直
径が大きくて軸受の開口の周方向における高低差が大き
いにもかかわらず液体金属潤滑剤が軸受機構の外に漏出
しない、カソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使
ったＸ線ＣＴスキャナを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、Ｘ線ＣＴス
キャナの全ての回転部分をドーナツ状の真空容器の中に
取り付けて最小限度まで小さくし、空気中での機械的な
回転部分を無くすることにより超高速スキャンができる
Ｘ線ＣＴスキャナを実現している。真空容器はドーナツ
状に作られており、真空容器の中心軸近傍の大気中に在
る寝台上に被検体が置かれている。真空容器の中で周回
する電子銃組立の陰極から電子が放出され、陰極の周回
軌道に対向して真空容器内に取り付けてある環状のＸ線
ターゲットに、加速された電子が衝突してＸ線を発生さ
せる。発生したＸ線は真空容器の小径側の壁に設けられ
たＸ線放出窓を通って大気中の被検体に照射される。被
検体を通過したＸ線は前記の真空容器と同軸状に大気中
において配設された環状のＸ線検出器で検出され、コン
ピュータで断層像に再構成されて表示装置に表示され
る。真空容器内のＸ線焦点を周回させる為の回転部分
は、軽量な電子銃組立などに限定されており、その体積
が小さく、全体としてほぼ対称な形状であるので回転周
期が０．１秒以下の高速回転をしても回転体にかかる応
力が十分に小さくでき、安定して高速回転を続けること
ができる。また、同一の陰極側回転体組立に３個程度の
電子銃組立が取り付けられるのでスキャン時間が０．０
３秒程度の超高速スキャンが行える。

【０００７】ドーナツ型の真空容器の内部で電子銃部分
を周回させる方式のＸ線ＣＴスキャナは過去に提案され
ているがこれまでに実現していない。その理由の一つは
真空中において安定した回転を続ける手段と、回転体の
電位を安定して一定値に設定する確かな手段が見出され
なかった為である。本発明では真空中で信頼性よく使え
る軸受機構として、動作時に液体である液体金属を潤滑
剤として使用した環状の動圧滑り軸受を採用し、この動
圧滑り軸受には、液体金属潤滑剤を軸受機構の外に漏出
させない為のギャップサイズ可変機構を有するスラスト
軸受が含まれており、このスラスト軸受は、回転中心軸
の方向の小さな一定値の動圧力を生じるように軸受ギャ
ップのサイズが変化し、他のスラスト軸受の動圧力に悪
影響を与えないように構成されている。

【０００８】軸受機構の回転部分を構成する軸受回転体
が回転しているときには、軸受の表面に設けた軸受溝の
吸引作用で液体金属潤滑剤が軸受の内部に閉じ込められ
る。軸受回転体が回転を停止した時には、一般的に、軸
受の開口部において生じる液体金属潤滑剤の表面張力に
よって液体金属潤滑剤の漏出が防止される。しかるに、
本発明のＸ線ＣＴスキャナでは、軸受回転体の回転中心
軸が実質的に水平方向にあり、軸受の直径がおよそ１０
０ｃｍと大きい為に軸受開口の周方向における高低落差
が大きく、この軸受開口の鉛直下方に位置する部分に在
る液体金属潤滑剤は重力加速度によって大きな静圧力を
受ける。本発明では、軸受開口のギャップのサイズを極
めて小さくするとともに、この軸受開口に前記の液体金
属潤滑剤で濡れない表面を持たせているので、この部分
での液体金属潤滑剤の表面張力の圧力効果は十分に大き
く成っており、上記の静圧力に打ち勝つようになってい
る。このように軸受開口のギャップのサイズを小さく保
つ手段として、軸受開口に隣接する軸受をスラスト軸受
に限定し、このスラスト軸受のギャップのサイズを変化
できるようにした。この軸受開口に隣接するスラスト軸
受を構成する対向面の内少なくとも一方の面は、その位
置が移動できるように弾力性を持つ部分を介して、軸受
回転体又は軸受の固定部分である軸受固定体に接続され
ている。この部分の作用により、軸受回転体が回転を停
止した場合には、軸受ギャップのサイズが小さくなって
軸受開口における表面張力が大きくなり、軸受回転体が
高速度で回転をしている場合には、スラスト軸受の軸受
ギャップが広がり、過大な動圧力が生じるのが防止され
る。従って、軸受回転体が高速度で回転をしている場合
には、過大な軸受損失が生じることが無し、液体金属潤
滑剤は軸受溝の効果で軸受内に吸い込む作用が生じるの
で、軸受ギャップが広げられても液体金属潤滑剤が軸受
機構から真空領域に漏出することは無い。

【０００９】しかるに、回転中心軸方向への軸受圧力を
高めたい場合には、他のスラスト軸受を設け、回転中心
軸方向の実質的な支承はこのスラスト軸受が受け持ち、
前記の軸受開口に隣接するスラスト軸受は、前記の液体
金属潤滑剤が軸受開口から漏出するのを防止することを
主たる役割としている。即ち、本発明では、回転体を回
転軸方向に回転自在に支承する為のスラスト軸受と、液
体金属潤滑剤が漏出するのを防止する為のスラスト軸受
とを保有しており、後者の軸受圧力は回転速度に無関係
にほぼ一定にされていることを特徴とする。

【００１０】本発明を採用すれば、軸受面は真空容器に
熱的に連通しており、真空容器は外部から強制冷却され
ているので軸受での発熱があるにもかかわらず、軸受面
の温度が上がらず、熱膨張が少なく、長時間にわたって
安定な動作を行うことができる。更に、電子銃組立やＸ
線ターゲットなどのように発熱する部品も軸受ギャップ
内にある液体金属潤滑剤を介して強制冷却され、熱膨張
等が抑制される。

【００１１】

【発明の実施の形態】カソードスキャン型Ｘ線発生器は
ドーナツ型の真空容器で包まれており、この真空容器は
中心軸がほぼ水平になるように設置してあり、その中心
軸の近くの大気中に被検体（人体）が置かれており、真
空容器は被検体を取り囲むように配置されている。真空
容器は回転せずに固定されており、被検体との角度及び
水平方向の位置は変えることができるようになってい
る。この真空容器の内部の真空空間においてＸ線焦点が
被検体の周りを周回するように、Ｘ線焦点が移動しなが
ら被検体に向ってＸ線が発生される。この周回するＸ線
を使用して大気中に回転機構を持たないＸ線ＣＴスキャ
ナを実現している。従来の構造のＸ線ＣＴスキャナでは
実現が不可能であった超高速スキャンが行えるとともに
大出力が得られるＸ線ＣＴスキャナ用のカソードスキャ
ン型Ｘ線発生器、及びこれを使った超高速Ｘ線ＣＴスキ
ャナを簡単な構造で安価にしかも信頼性良く実現した。

【００１２】

【実施例】以下に、図面を参照して、本発明の一実施例
によるカソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使っ
たＸ線ＣＴスキャナの実施例を説明する。図２は本発明
のカソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ
線ＣＴスキャナの全体構造体の概略の断面図であり、図
３は原理図であり、図４は本発明に係わるカソードスキ
ャン型Ｘ線発生器の、ある瞬間において鉛直上方に位置
する一部分の断面を拡大した図であり、ある瞬間に鉛直
上方に位置した状態における電子銃組立周辺の断面の一
部を拡大して示している。同じ部分は同じ記号を付して
いる。図５は本発明のカソードスキャン型Ｘ線発生器の
主要部である軸受機構の部分を拡大した断面図である。
図６は図５の下方の一部を拡大した断面図である。

【００１３】図２に示すように、ドーナツ型の真空容器
ＶＶは中心軸がほぼ水平になるように設置してあり、図
示しない真空ポンプによって排気口ＶＣから高真空状態
にいつも排気されている。図２又は図４に示すように、
この真空容器ＶＶの内部の真空空間に円筒状の陰極側回
転体組立ＣＲがあり、陰極側回転体組立ＣＲは常温で液
体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑り軸受から成る
軸受機構ＣＢＧによって真空中で回転自在に支承されて
おり、これらの中心軸はＣＣ’に一致している。陰極側
回転体組立ＣＲには電子銃組立ＥＧが周方向に分離して
３個取り付けてある。図２又は図４に示すように、陰極
側回転体組立ＣＲには銅でできた円筒状のロータＲＴ２
が同軸状に取り付けられており、これと同軸状に磁性体
から成る磁路円筒が取り付けられている。ロータＲＴ２
に対向した状態で真空容器ＶＶの外側において真空容器
壁に沿って円弧状のステータＬＭ２が取り付けられてい
る。前記のロータＲＴ２は前記の磁路円筒とステータＬ
Ｍ２で挟まれた状態に配設されている。ロータＲＴ２は
ステータＬＭ２から真空容器ＶＶの非磁性の材質で出来
た壁を通して電磁誘導作用を受けて回転トルクを与えら
れるので陰極側回転体組立ＣＲは回転する。陰極側回転
体組立ＣＲは動圧滑り軸受から成る軸受機構ＣＢＧ内の
液体金属潤滑剤を通して電気的にも熱的にも真空容器Ｖ
Ｖに接続されている。

【００１４】図４に示すように、電子銃組立ＥＧの先端
部には熱電子２を放出する陰極１が取り付けられてい
る。この陰極１の周回軌道に対向した状態で環状のＸ線
ターゲットＴＧが取り付けられている。図２に示すよう
に、Ｘ線ターゲットＴＧは円筒状の陽極側回転体組立Ａ
Ｒに機械的に結合されている。陽極側回転体組立ＡＲは
常温で液体である液体金属を潤滑剤とした動圧滑り軸受
から成る軸受機構ＡＢＧを介して真空容器ＶＶの一部に
回転自在に取り付けられている。陽極側回転体組立ＡＲ
には銅管でできたロータＲＴ１が取り付けられており、
これと同軸状に磁性体から成る磁路円筒が取り付けられ
ている。ロータＲＴ１に対向した状態で真空容器ＶＶの
外側において真空容器壁に沿って円弧状のステータＬＭ
１が取り付けられている。前記のロータＲＴ１は前記の
磁路円筒とステータＬＭ１で挟まれた状態に配設されて
いる。ロータＲＴ１はステータＬＭ１から真空容器ＶＶ
の非磁性の材質で出来た壁を通して電磁誘導作用を受け
ることによって回転トルクを与えられるので、陽極側回
転体組立ＡＲは回転する。Ｘ線ターゲットＴＧの回転中
心軸と前記の電子銃組立ＥＧに含まれる陰極１の周回中
心軸ＣＣ’とは一致しており、陰極１は常にＸ線ターゲ
ットＴＧの表面と対向した状態で両者は互いに反対方向
に回転する。

【００１５】図２又は図４を参照して陰極給電機構ＳＬ
１について説明する。図２又は図４に示す実施例では３
個の陰極給電機構ＳＬ１が同軸状に取り付けられてお
り、３本の独立した電流通路を形成している。これらの
図では陰極給電機構ＳＬ１の内部構造は簡略化して模式
的に表している。電子銃組立ＥＧの陰極１は、真空容器
ＶＶ内の真空空間で電子銃組立ＥＧの周回中心軸ＣＣ’
と実質的に同じ中心軸を持つ環状の陰極給電機構ＳＬ１
を通して高電圧端子ＨＴに電気的に接続されている。高
電圧端子ＨＴには真空容器ＶＶの外に在る図示しない高
電圧電源からおよそー１５０ＫＶの負の高電圧と電子銃
組立ＥＧの陰極１を加熱する電力が供給される。陰極給
電機構ＳＬ１は固定部と回転部を有し、固定部は絶縁体
２２０を介して電気絶縁を保ちながら真空容器ＶＶの一
部に機械的に固定されている。それぞれの陰極給電機構
ＳＬ１の回転部と固定部は、液体金属を潤滑剤とする動
圧滑り軸受を構成しており、液体金属潤滑剤を介して両
者間で通電される。陰極給電機構ＳＬ１の回転部が、電
子銃組立ＥＧに弾力性のある回転トルク伝達機構２１７
で機械的に連結されており、陰極給電機構ＳＬ１は、あ
る程度の偏芯及び軸方向の変位を許容した状態で電子銃
組立ＥＧと共に回転する。

【００１６】Ｘ線ターゲットＴＧは陽極側回転体組立Ａ
Ｒの軸受機構ＡＢＧ内に在る液体金属潤滑剤を介して電
気的にも熱的にも真空容器ＶＶに接続されている。真空
容器ＶＶは接地電位になっており、冷却水等で強制冷却
されている。従って、Ｘ線ターゲットＴＧは接地電位に
設定されると共に、Ｘ線ターゲットＴＧから発生した多
量の熱は液体金属潤滑剤を介して真空容器ＶＶの壁の部
分を流れる冷却水で効率良く取り去られる。Ｘ線ターゲ
ットＴＧと冷却水との間の熱抵抗は十分に小さいのでＸ
線ターゲットＴＧの温度は低く保たれる為に大電力の入
力が許容され、極めて多量のＸ線を短時間に発生するこ
とができる。

【００１７】電子銃組立ＥＧは、図３に示すＦ１，Ｆ
２，Ｆ３のように陰極側回転体組立ＣＲの周囲に等配に
３個取り付けられている。ここで、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は
前記の電子２が加速されてＸ線ターゲットＴＧに衝突し
てできるＸ線の３つの焦点を示している。Ｘ線焦点Ｆ
１，Ｆ２，Ｆ３は同時にＸ線を発生させながら図３に示
すように同時に同じ方向に周回する。これらのＸ線焦点
の現在位置は陰極側回転体組立ＣＲに取り付けられた角
度検出機構（図示せず）によって検出される。Ｘ線焦点
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３から放射されたＸ線は、図２又は図４
に示すようにＸ線ターゲットＴＧの内側にあるＸ線分布
制限機構によってファン状に整形され、陰極側回転体組
立ＣＲに取り付けられたファン方向分布整形器ＷＦ（図
４参照）を通過してファン方向のＸ線強度分布を適正化
された後に真空容器ＶＶのＸ線放出窓ＸＷ（図４参照）
を通過し、外部の環状のスリットＳＬＴを通過した後
に、被検体Ｍを通過してＸ線ターゲットＴＧと同軸状に
取り付けられた２個の環状のＸ線検出器ＤＦ，ＤＢのそ
れぞれの対向面に到達する。

【００１８】図３に示すように、Ｘ線焦点Ｆ１，Ｆ２，
Ｆ３から出たＸ線は、それぞれが検出器の対向する部分
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３にある細分化された検出素子で受信さ
れる。検出器の部分Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は互いに重ならな
いように照射野範囲などが決められている。検出器の部
分Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の合計は環状の検出器のほとんど全
体を占めるのでＸ線検出器ＤＦ，ＤＢ内の全ての検出素
子が有効に活用され、コスト対性能比が改善される。環
状検出器ＤＦ，ＤＢはそれぞれが中心軸ＣＣ’の方向に
も多数の検出素子列に分けられており、それぞれの検出
素子で検出された信号は図示しない電子回路でデジタル
信号に変換され、図示しないコンピュータで断層像に再
構成され、図示しない画像表示装置に表示されてマルチ
スライスのＣＴ画像を得ることができるようになってい
る。

【００１９】ある瞬間に鉛直上方に位置した状態におけ
る電子銃組立周辺の断面の一部を拡大して図４に示して
おり、同じ部分は同じ記号を付している。図４におい
て、軸受機構ＣＢＧの内部構造は簡略化して模式的に表
しており、この内部構造は図５と図６に示している。陰
極側回転体組立ＣＲは全体的に見ると概略回転対称構造
であり、これに取り付けられた電子銃組立ＥＧ等の部品
は小型で軽量であるので１０ｒｐｓ程度の高速回転に十
分耐えることができる。この場合、Ｘ線焦点が３個であ
るのでスキャン時間は０．０３秒まで短縮することがで
きる。Ｘ線ターゲットＴＧは直径が１２０ｃｍと大型で
あり、Ｘ線焦点Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３と反対方向に回転して
おり、前記のように強制冷却されているのでＸ線ターゲ
ットＴＧの表面温度が高くなり難く、大電力の入力が許
容されるので短時間に十分な量のＸ線を発生することが
でき、超高速スキャンであるにもかかわらずフォトンノ
イズが少ない良質なＣＴ画像を得ることができる。ま
た、マルチスライススキャンを実現しているのでＸ線の
有効利用ができ、中心軸ＣＣ’と平行な方向の解像度を
高めることもできるだけでなく、広い範囲の撮影を短時
間で完了して３次元のリアルタイムＣＴ画像を得ること
ができる。

【００２０】上記の構成のＸ線ＣＴスキャナを実現する
為に避けて通れないのは、前記の機器構成で実用できる
軸受機構ＣＢＧ、ＡＢＧ、及び前記の陰極給電機構ＳＬ
１の回転部分を真空中で回転自在に支承する動圧滑り軸
受を実現させることである。従来は、直径が５ｃｍ以下
である小型で且つ軸受の開口が片側のみにある動圧滑り
軸受は実用化されている。この場合には、動圧滑り軸受
の内部に挿入された液体金属潤滑剤は軸受の開口におけ
る表面張力の作用で軸受の開口より内側に留められてい
た。動圧滑り軸受の十分な動圧力を得る為には回転部分
と固定部分とのギャップのサイズは数十μｍに限定され
ていた。例えば軸受の開口におけるギャップのサイズが
５０μｍの場合には液体金属潤滑剤の高低落差がおよそ
１８ｃｍを超えると、重力加速度による液体金属潤滑剤
の静圧力が軸受の開口における表面張力に打ち勝って液
体金属潤滑剤が外部に漏出する。このことは、軸受回転
体が回転を停止したときに深刻な問題となる。特に、本
発明の場合のように軸受の開口の周方向における高低落
差が１００ｃｍ程度の動圧滑り軸受は従来の技術では実
現不可能であった。

【００２１】図５と図６とを参照して動圧滑り軸受から
成る軸受機構ＣＢＧの実施例について説明する。図５は
陰極側回転体組立ＣＲと陰極側の軸受機構ＣＢＧの断面
の一部を拡大して表しており、図５の上方の部分は実使
用時において、ある瞬間に鉛直上方に位置する部分を示
し、下方の部分は同じ瞬間に鉛直下方に位置する部分を
示している。図５においては中央部を省略して短縮して
表示している。図６は図５の下方に位置する一部分の拡
大図であり、軸受機構ＣＢＧの断面を表している。陰極
側回転体組立ＣＲには軸受機構ＣＢＧの回転部分である
軸受回転体１０２が同軸状に取り付けてある。軸受回転
体１０２には軸受機構ＣＢＧの固定部分である軸受固定
体１０１がギャップを有して嵌め合わせてある。軸受固
定体１０１の一部は真空容器ＶＶに機械的及び熱的に結
合されている。真空容器ＶＶは図示しない支持架台に取
り付けられており、設置床に対して適正な姿勢及び水平
方向の位置が保てるようになっている。軸受固定体１０
１と軸受回転体１０２とは互いに対向した面を有し、こ
の対向した面は第一の軸受ギャップ１０３、１０８、第
二の軸受ギャップ１０４，１０９、第三の軸受ギャップ
１０６、１１１を有している。これらの軸受ギャップを
構成する対向面の少なくとも一方にはヘリンボーン状の
軸受溝がある。第一、第二、第三の軸受ギャップ内には
常温で液体である液体金属、好適にはガリウム、インジ
ューム、鈴の合金からなる潤滑剤が充填されており、そ
れぞれの軸受ギャップは、ラジアル軸受と、これを挟ん
で互いに距離をもって対向して取り付けられた第一のス
ラスト軸受、及び第二のスラスト軸受のそれぞれの軸受
ギャップに一致している。軸受ギャップ１０３と１０
８、軸受ギャップ１０４と１０９、軸受ギャップ１０６
と１１１とはそれぞれ同一のものであり、異なる番号は
示す位置の違いを表している。ここで、軸受ギャップと
は対向する面の少なくとも一方に前記の軸受溝を有して
いることを示している。

【００２２】陰極側回転体組立ＣＲに回転トルクが与え
られた場合には、これらの軸受内に動圧力が生じるので
回転部分を浮上させて回転自在に支承することができ
る。軸受回転体１０２が回転している場合には、それぞ
れのギャップ内の液体金属潤滑剤は、軸受の内部に閉じ
込める作用を受けるので軸受のギャップから外部の真空
空間に漏出することは無い。軸受回転体１０２が回転を
停止した場合にも液体金属潤滑剤が軸受機構の内部から
真空容器の真空空間に漏出しないようにする必要があ
る。これに関して以下に説明する。

【００２３】図５及び図６に示すように、前記の軸受固
定体１０１と軸受回転体１０２が構成する対向面には第
一の端部ギャップ１０５、１１０、第二の端部ギャップ
１０７、１１２があり、ラジアル軸受の軸受ギャップ１
０３，１０８と、第一の端部ギャップ１０５，１１０、
及び第二の端部ギャップ１０７，１１２とを構成する対
向面の中心軸は概略水平方向になった状態でＣＣ’に一
致している。第一のスラスト軸受の軸受ギャップ１０
４，１０９、及び第二のスラスト軸受の軸受ギャップ１
０６，１１１を構成するそれぞれの対向面は平面状にな
っており、第一のスラスト軸受の軸受ギャップ１０４，
１０９はラジアル軸受の軸受ギャップ１０３，１０８と
隣接しており、第二のスラスト軸受の軸受ギャップ１０
６、１１１はラジアル軸受の軸受ギャップ１０３，１０
８とに隣接している。第一のスラスト軸受の軸受ギャッ
プ１０４，１０９は第一の端部ギャップ１０５、１１０
に、第二のスラスト軸受の軸受ギャップ１０６，１１１
は第二の端部ギャップ１０７、１１１に繋がっている。
図６に示すように、両方の端部ギャップは液体金属潤滑
剤の実質的な存在境界を成す軸受開口に１２１、及び軸
受開口１２０に隣接した第三のスラスト軸受の軸受ギャ
ップ２０８、及び第四のスラスト軸受の軸受ギャップ２
０７にそれぞれ繋がっている。以下に図６を参照してこ
れらのスラスト軸受について説明する。ここでは、図６
に描かれている鉛直下方の部分のみについて説明する
が、回転中心軸ＣＣ’に関して回転対象構造であること
を理解されたい。

【００２４】軸受回転体１０２は、第一のスラスト軸受
の軸受ギャップ１０９及び第二のスラスト軸受の軸受ギ
ャップ１１１を構成する部分よりも半径が小さい部分で
薄板状に作られており、これを挟んだ状態で第三のスラ
スト軸受と第四のスラスト軸受が構成されている。第三
のスラスト軸受は前記した軸受回転体１０２の薄板状部
分の表面と、これに対面した表面を持つように取り付け
られた可動環板２０２とで挟まれて出来る軸受ギャップ
２０８を有している。これらの表面の少なくとも一方に
はヘリンボーン状の軸受溝がある。可動環板２０２は回
転中心軸ＣＣ’の方向の剛性が小さな環状構造体から成
る接続機構２００によって軸受固定体１０１に繋がって
いる。軸受ギャップ２０８は第一の端部ギャップ１１０
に連通している。第三のスラスト軸受は液体金属潤滑剤
の実質的な存在境界を成す軸受開口１２１を有してお
り、これよりも半径が小さい部分は液体金属潤滑剤で濡
れない表面を持っており、真空状態になっている。

【００２５】同様に、第四のスラスト軸受は前記した軸
受回転体１０２の薄板状部分の表面と、これに対面した
表面を持つように取り付けられた可動環板２０１とで挟
まれて出来る軸受ギャップ２０７を有している。これら
の表面の少なくとも一方にはヘリンボーン状の軸受溝が
ある。可動環板２０１は回転中心軸ＣＣ’の方向の剛性
が小さな環状構造体から成る接続機構１９５によって軸
受固定体１０１に繋がっている。軸受ギャップ２０７は
第二の端部ギャップ１１２に連通している。第四のスラ
スト軸受は液体金属潤滑剤の実質的な存在境界を成す軸
受開口１２０を有しており、これよりも半径が小さい部
分は液体金属潤滑剤で濡れない表面を持っており、真空
状態になっている。

【００２６】更に、本実施例の軸受固定体１０１は前記
の接続機構１９５、２００の剛性を任意に調整する機構
を備えている。前記の可動環板２０１，２０２は軸受固
定体１０１に設けたギャップサイズ可変機構２０４，２
０６があり、これらは例えばスプリングで出来た圧力伝
達機構２０３，２０５を介して可動環板２０１，２０２
に繋がっている。ギャップサイズ可変機構２０４，２０
６は例えばネジで出来ており、これの出し入れによって
可動環板２０１，２０２に加えられる圧力が調整され
る。また、他の実施例としてギャップサイズ可変機構２
０４，２０６を例えば電磁石で構成し、真空容器ＶＶの
外にある制御器（図示せず）に電気的に接続してあり、
この制御器で可動環板２０１，２０２にかかる圧力を遠
隔調整することが出来る。この場合には回転特性が最適
になるように外部から調整できるので好ましい状態に出
来る。また、前記の制御器から交流の電流を供給してギ
ャップサイズ可変機構２０４，２０６から可動環板２０
１，２０２に微小振動を与えると軸受ギャップに液体金
属潤滑剤が供給されやすくなり、軸受回転体１０２の始
動時の回転トルクが減少して更に好ましい状態になる。

【００２７】次に、図６を使って前記の軸受開口に隣接
したスラスト軸受の作用について説明する。手始めとし
て、軸受開口を前記の軸受回転体１０２の薄板状部分に
あるスラスト軸受に隣接して取り付けた理由について説
明する。軸受開口１２０、及び軸受開口１２１では、液
体金属潤滑剤で濡れない表面において液体金属潤滑剤に
表面張力が作用し、前記の軸受回転体１０２が回転を停
止した場合にも液体金属潤滑剤が外部に漏出するのが防
止される。重力加速度による液体金属潤滑剤内の静圧力
は液体金属潤滑剤の喫水線からの深さに比例する。言い
換えると、鉛直下方に位置するに従って液体金属潤滑剤
内の静圧力が、より大きいことになる。一方、前記の表
面張力の圧力効果は軸受開口のギャップのサイズに反比
例する。従って、軸受開口１２０、及び軸受開口１２１
のギャップのサイズを十分に小さくしておくと大きな直
径を持つ動圧滑り軸受の内部から液体金属潤滑剤が漏出
するのを防止することができる。

【００２８】しかるに、本発明に使用される軸受の直径
が１００ｃｍ程度と大きい為にラジアル軸受のギャップ
のサイズは十分に小さな値に保つことが極めて困難であ
る。その一つの理由は、軸受機構の回転部分が１０rps
程度の高速回転をすると、この部分の遠心力による膨張
が２０μｍ程度生じる為に軸受ギャップのサイズを１７
μｍ程度に保つことは極めて困難であることである。第
二の理由は、直径が大きい為に回転部分の熱膨張差が大
きくなり、軸受ギャップのサイズを精度良く小さな値に
保つのが困難であることである。従って、ラジアル軸受
に軸受開口があると、この軸受開口のギャップのサイズ
が大きくなるので大きな表面張力を発生させることが極
めて困難であり、軸受内の液体金属潤滑剤が軸受から真
空空間に漏出するのを防止するのが極めて困難なことで
ある。

【００２９】本発明に使用される第三のスラスト軸受と
第四のスラスト軸受の間隔は１ｃｍ程度と小さくなって
おり、熱膨張の影響を小さく保つことができ、スラスト
軸受の軸受ギャップのサイズを十分に小さく保つことが
できる。また、軸受ギャップを構成する面は回転中心軸
ＣＣ’の方向に垂直であるので遠心力の影響を無視でき
る。更に、スラスト軸受の軸受面は平面であるので加工
精度を十分に高めることも容易であり、軸受ギャップ２
０７，２０８を高精度に小さな値の保つことは容易にで
きる。例えば、軸受ギャップのサイズを１７μｍに保っ
た場合には軸受開口のギャップのサイズも１７μｍにで
きるので１２０cm以上の高低落差がある液体金属潤滑剤
の静圧力に打ち勝つ表面張力の圧力効果を発生させるこ
とができる。従って、軸受機構内の前記の液体金属潤滑
剤が存在する領域を、このようなギャップのサイズが小
さい第三のスラスト軸受の端部にある軸受開口１２１
と、第四のスラスト軸受の端部にある軸受開口１２０と
に限定することにより、簡単に前記の液体金属潤滑剤を
軸受機構の内部に閉じ込めることができ、どの状態にお
いても液体金属潤滑剤が漏出しない軸受機構を提供する
ことができる。

【００３０】上記のように、軸受回転体１０２が静止し
ている場合にはスラスト軸受の軸受ギャップ２０８，２
０７のサイズを１７μｍ程度に小さくすることで、液体
金属潤滑剤が軸受開口１２０、及び軸受開口１２１より
も真空空間側に漏れないようにできるが、軸受ギャップ
のサイズが一定値である場合には、軸受回転体１０２が
高速度で回転しているときには軸受ギャップのサイズが
小さすぎて回転トルクが過大となって軸受損失が過大と
なることがある。これを避ける為に予めスラスト軸受の
軸受ギャップのサイズを例えば５０μｍ程度に大きな値
に一定にしておくと、前記の軸受開口１２０、及び軸受
開口１２１での液体金属潤滑剤の表面張力の圧力効果が
液体金属潤滑剤内の静圧力よりも小さくなって、軸受開
口１２０、及び軸受開口１２１から真空空間側に液体金
属潤滑剤が漏出する。軸受の動圧力は軸受回転体の回転
速度に大きく影響を受けるので、軸受ギャップのサイズ
を一定にした場合には軸受ギャップのサイズの高度な精
度管理が必要となり、高価となるだけでなく、例えば液
体金属潤滑剤との反応や熱膨張などに起因する軸受ギャ
ップのサイズの変化によって軸受機構の回転特性に悪影
響が生じる。

【００３１】本発明を採用すると、前記のように第三及
び第四のスラスト軸受の軸受ギャップを構成する一方の
軸受面は容易に回転中心軸ＣＣ’の方向に変化するの
で、軸受回転体１０２の回転速度が大きく変化しても、
これらのスラスト軸受における動圧力は弾力性がある接
続機構１９５、２００の回転中心軸ＣＣ’の方向の剛性
のみに依存する。この接続機構１９５，１９６の回転中
心軸ＣＣ’の方向の剛性を小さくしておくと、第三及び
第四のスラスト軸受の動圧力はいつもほぼ一定の値に出
来る。また、接続機構１９５、２００の剛性を調整でき
るようにしておくと、第三及び第四のスラスト軸受の動
圧力は任意の値に決めることが出来る。本発明のＸ線Ｃ
Ｔスキャナでは回転中心軸ＣＣ’方向の軸受剛性は前記
の第一のスラスト軸受と第二のスラスト軸受で保たれて
おり、第三及び第四のスラスト軸受は液体金属潤滑剤が
軸受開口から漏出するのを防止する役割を担っている。
従って十分な軸受剛性を保ちながら軸受開口１２１，１
２０がある第三及び第四のスラスト軸受の軸受圧力をい
つも小さな値に保つことが出来るようになっている。軸
受回転体１０２が回転中心軸ＣＣ’の方向に移動した場
合でも可動環板２０１，２０２がこれに自動的に追従し
て軸受ギャップ２０８，２０７の変化が防止される。軸
受回転体１０２の回転速度が小さくなった場合には軸受
ギャップ２０８，２０７が小さなサイズになって、静止
した場合には１７μｍ程度になるようになっているので
液体金属潤滑剤が軸受開口１２１，１２０から真空空間
に漏出することは無い。また、第三及び第四のスラスト
軸受に動圧力が生じているときには液体金属潤滑剤を軸
受内に引き込む作用があり、軸受開口１２１、１２０か
ら液体金属潤滑剤が漏出することは無い。

【００３２】以上に説明したように、この発明を採用す
ると、真空空間と連通する前記の軸受開口１２０、及び
軸受開口１２１の直径が１００ｃｍを超える場合におい
て、軸受回転体１０２が静止している時にも回転してい
る時にも液体金属潤滑剤が軸受機構ＣＢＧの外部の真空
空間に漏出しないで安定な動作をする動圧滑り軸受を提
供することができる。陽極側回転体組立ＡＲに使用して
いる軸受機構ＡＢＧも同様の構造と成っている。また、
本発明を実施する場合に必須である陰極給電機構ＳＬ１
に使われている動圧滑り軸受からなる軸受機構も同様の
構造と成っている。

【００３３】軸受固定体１０１は外部から強制冷却され
ている真空容器ＶＶに熱的にも結合してあるのでこの部
分は低い温度に保つことができる。軸受回転体１０２
は、ラジアル軸受、第一、第二のスラスト軸受の軸受ギ
ャップ内にある液体金属潤滑剤を介して軸受固定体１０
１に熱的に結合されており、十分に低い温度に保つこと
ができる。また、軸受回転体１０２には陰極回転体組立
ＣＲが機械的に結合してあり、陰極回転体組立ＣＲには
電子銃組立ＥＧなどの発熱体が取り付けてある。特に、
陽極側の軸受機構ＡＧＢでは多量の熱を発生するＸ線タ
ーゲットＴＧから多量の熱が流入する。これらの場合で
も、上記の理由により、軸受部分の温度を十分に低くす
ることができる。

【００３４】本発明を実施例に関連して説明したが、本
発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定さ
れるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱する
ことなく、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろ
な変更及び改変を加えることができることを理解された
い。例えば、この発明では電子銃組立が３個取り付けて
あるが１個でも３個以上でも良い。また、この発明では
陰極側回転体組立ＣＲとＸ線ターゲットＴＧの両方を回
転させる構造を示しているが、Ｘ線ターゲットＴＧ及び
これに繋がっている部分を固定にした構造のカソードス
キャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャ
ナを含む事は勿論である。また、軸受固定体１０１は真
空容器の一部として構成しても良いことは勿論である。
更に、上記の実施例では常温で液体である液体金属を潤
滑剤として使用した例を示しているが、やや高い融点を
持っており常温で固体であっても動作の前に加熱して液
化させてから動作させれば同じ効果が得られることは勿
論である。更に、前記のＸ線ターゲットから発生したＸ
線を前記の真空容器の外に取り出す為のＸ線放出窓は真
空容器と一体になっていても、真空容器の一部として構
成されていてもこの部分でのＸ線の減衰率が小さければ
Ｘ線放出窓と見なすことが出来るのは勿論である。真空
容器ＶＶは回転対称な形状でなくても良い事は勿論であ
る。真空容器ＶＶの中心軸と、陰極側回転体組立ＣＲ又
は陽極側回転体組立ＡＲの中心軸がある程度ずれていて
も良い事は勿論である。Ｘ線ターゲットＴＧが分割して
構成されており、それぞれの分割された部分に隙間があ
っても良い事は勿論である。陰極給電機構ＳＬ１の回転
部分は、この陰極給電機構ＳＬ１の軸受機構を構成する
軸受回転体そのものであっても良い事は勿論である。陰
極給電機構ＳＬ１は、軸受機構ＣＢＧと一体に構成され
ていても良い事は勿論である。尚、本発明では、ギャッ
プのサイズとは、ギャップを構成する対向面の一方の面
上の任意の点から、このギャップを構成する対向面の他
方の面への最短の距離を意味している。

【００３５】この発明は、これまで述べてきたように超
高速スキャンができるＸ線ＣＴスキャナを実現させるも
のであるが、次のように小変更することにより周回中心
軸方向に向かって全周囲方向から電子線を照射する電子
線照射装置に応用することができる。即ち、前記の実施
例で説明した機器構成からＸ線ターゲット及びこれに関
する部分と、Ｘ線のＸ線分布制限機構及びファン方向分
布整形器ＷＦ及びその他のＸ線に関する部品を省略し
て、Ｘ線放出窓ＸＷを薄いチタン板から成る電子線放出
窓に変更し、電子銃組立ＥＧから電子を放出する方向を
電子線放出窓の方向に変えるだけでそのまま実用にな
る。これを使用すると、プラスチックやガラスやその他
の改質処理に使用できて工業的に大きな効果を得る電子
線照射装置を提供することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカソード
スキャン型Ｘ線発生器を採用すると、回転する部分を真
空容器内部の概略回転対称な構造体に軽い部品を取り付
けた構造にできるので遠心力の影響が少なくなり、例え
ばスキャン時間が０．０３秒の超高速スキャン型Ｘ線Ｃ
Ｔスキャナを簡単な構造で安価に実現させることができ
る。特に、複数のＸ線焦点から同時に短時間に多量のＸ
線を発生することができ、フォトンノイズが少ない十分
に良質な画像を得ることができる。発生したＸ線は環状
の面検出器で有効に受信され、広い範囲の領域における
多数の断面を瞬時に撮影することができ、このデータを
使用して被検体の３次元の内部構造を瞬時に検査できる
ようになる。その為に例えば人間の心臓のように動きが
速い部分が被検体の内部にあっても、これを忠実に即時
性をもって撮影できるＸ線ＣＴスキャナを提供すること
ができる。軸受機構には液体金属を潤滑剤とした動圧滑
り軸受を採用しているので真空中で長時間にわたって安
定に使用できるだけでなく、回転している部分の電位を
一定に保つことができて微小放電などの不安定な現象の
発生を防止できる。さらに、動圧滑り軸受を通して内部
で発生した熱を有効に真空容器の外部に導いて冷却する
ことができる。動圧滑り軸受から液体金属潤滑剤が漏出
することなく、軸受の剛性は十分な値に保たれるので真
空容器内での回転部分は高精度な回転特性を長時間維持
することが出来る。外部に機械的な回転機構がなく、こ
れに関連した電源や電子回路は静止状態で使用できるの
で全体として信頼性がよく、Ｘ線ＣＴスキャナ全体がコ
ンパクトになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＸ線ＣＴスキャナの概略の断面を表す図
である。

【図２】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生
器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナの全体構造体の
主要部の概略の断面である。

【図３】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生
器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナの原理を説明す
る図である。

【図４】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生器
の、ある瞬間に鉛直上方に位置する一部分の断面を拡大
した図である。

【図５】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生器
の主要部である軸受機構の部分を拡大した断面図であ
る。

【図６】本発明に係わるカソードスキャン型Ｘ線発生器
の主要部を表す図５の一部を更に拡大した断面図であ
る。

【符号の説明】

ＡＢＧ 陽極側の軸受機構 ＡＲ 陽極側回転体組立 Ｂ 寝台 ＣＢＧ 陰極側の軸受機構 ＣＲ 陰極側回転体組立 ＤＢ 後方検出器組立 ＤＦ 前方検出器組立 Ｄ１ 検出器ＤＦ，ＤＢの一部 Ｄ２ 検出器ＤＦ，ＤＢの一部 Ｄ３ 検出器ＤＦ，ＤＢの一部 ＥＧ 電子銃組立 Ｆ１ Ｘ線焦点 Ｆ２ Ｘ線焦点 Ｆ３ Ｘ線焦点 ＨＴ 高電圧端子 ＬＭ１ 円弧状のステータ ＬＭ２ 円弧状のステータ Ｍ 被検体 ＲＴ１ 円筒状のロータ ＲＴ２ 円筒状のロータ ＳＬ１ 陰極給電機構 ＳＬＴ スリット ＴＧ Ｘ線ターゲット ＶＣ 排気口 ＶＶ 真空容器 ＷＦ ファン方向分布整形器 ＸＷ Ｘ線放出窓 １ 陰極 ２ 電子ビーム １０１ 軸受固定体 １０２ 軸受回転体 １０３ ラジアル軸受ギャップの鉛直上方部分 １０４ 第一スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直上
方部分 １０５ 端部ギャップの鉛直上方部分 １０６ 第二スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直上
方部分 １０７ 端部ギャップの鉛直上方部分 １０８ ラジアル軸受ギャップの鉛直下方部分 １０９ 第一スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直下
方部分 １１０ 端部ギャップの鉛直下方部分 １１１ 第二スラスト軸受の軸受ギャップの鉛直下
方部分 １１２ 端部ギャップの鉛直下方部分 １２０ 軸受開口の鉛直下方部分（軸受開口全体を
表す場合もある） １２１ 軸受開口の鉛直下方部分（軸受開口全体を
表す場合もある） １９５ 接続機構 ２００ 接続機構 ２０１ 可動環板 ２０２ 可動環板 ２０３ 圧力伝達機構 ２０４ ギャップサイズ可変機構 ２０５ 圧力伝達機構 ２０６ ギャップサイズ可変機構 ２０７ 軸受ギャップ ２０８ 軸受ギャップ ２１７ 回転トルク伝達機構 ２２０ 絶縁体 １００１ 従来のＸ線ＣＴスキャナの固定架台 １００２ 従来のＸ線ＣＴスキャナの回転架台 １００３ 従来のＸ線ＣＴスキャナの軸受 １００４ 従来のＸ線ＣＴスキャナのＸ線管 １００５ 従来のＸ線ＣＴスキャナのＸ線 １００６ 従来のＸ線ＣＴスキャナの検出器 １００７ 従来のＸ線ＣＴスキャナの電子回路 １００８ 従来のＸ線ＣＴスキャナの制御器 １００９ 従来のＸ線ＣＴスキャナの回転駆動機構

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を真空の状態に保持して真空空間を
   形成するドーナツ形状の真空容器と、この真空容器の内
   部の真空空間において真空容器の中心軸と同軸的に周回
   できるように支承された陰極側回転体組立と、この陰極
   側回転体組立の一部に取り付けられた電子銃組立と、こ
   の電子銃組立に取り付けられており電子を放出する陰極
   と、この陰極に前記の真空容器の外部から給電する為の
   陰極給電機構の回転部分と、前記の陰極の回転軌道と対
   向して取り付けられた環状のＸ線ターゲットと、このＸ
   線ターゲットの表面で発生したＸ線を前記の真空容器の
   外に取り出す為のＸ線放出窓と、前記の陰極側回転体組
   立に回転力を与える回転駆動機構と、前記の陰極側回転
   体組立を真空容器内で回転自在に支承する軸受機構と、
   前記の陰極給電機構の回転部分を真空容器内で回転自在
   に支承する軸受機構とを有して構成されており、これら
   の軸受機構の内の少なくとも一方の軸受機構は、この軸
   受機構を固定する部分である軸受固定体と、この軸受固
   定体に嵌め合わされて回転する軸受回転体とを有し、こ
   れらの軸受固定体と軸受回転体との間には動作時に液体
   である液体金属を潤滑剤とした複数の動圧滑り軸受が構
   成されており、それぞれの動圧滑り軸受はギャップを有
   して対向する軸受面を有しており、これらの軸受面の少
   なくとも一方にはヘリンボーン状の軸受溝が設けられて
   おり、前記の動圧滑り軸受には、回転軸方向に動圧力を
   生じる第一のスラスト軸受と、この第一のスラスト軸受
   と距離をもって対向しており反対の方向に動圧力を生じ
   る第二のスラスト軸受と、前記の軸受機構内に在る前記
   の液体金属潤滑剤の存在領域と前記の真空空間との実質
   的な境界を成す軸受開口に隣接して設けられた第三のス
   ラスト軸受とがあり、この第三のスラスト軸受を構成す
   る軸受ギャップのサイズが変化できるように構成されて
   いることを特徴とするカソードスキャン型Ｘ線発生器、
   及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナ。
2. 【請求項２】 内部を真空の状態に保持して真空空間を
   形成するドーナツ形状の真空容器と、この真空容器の内
   部の真空空間において真空容器の中心軸と同軸的に回転
   できるように支承された陽極側回転体組立と、この陽極
   側回転体組立に取り付けられた環状のＸ線ターゲット
   と、このＸ線ターゲットの表面に対向した軌道を成して
   周回できるように取り付けられた電子銃組立と、この電
   子銃組立に取り付けられており電子を放出する陰極と、
   この陰極に前記の真空容器の外部から給電する為の陰極
   給電機構と、前記のＸ線ターゲットの表面で発生したＸ
   線を前記の真空容器の外に取り出す為のＸ線放出窓と、
   前記の陽極側回転体組立に回転力を与える回転駆動機構
   と、前記の陽極側回転体組立を真空容器内で回転自在に
   支承する軸受機構とを有して構成されており、この軸受
   機構は、この軸受機構を固定する部分である軸受固定体
   と、この軸受固定体に嵌め合わされて回転する軸受回転
   体とを有し、これらの軸受固定体と軸受回転体との間に
   は動作時に液体である液体金属を潤滑剤とした複数の動
   圧滑り軸受が構成されており、それぞれの動圧滑り軸受
   はギャップを有して対向する軸受面を有しており、これ
   らの軸受面の少なくとも一方にはヘリンボーン状の軸受
   溝が設けられており、前記の動圧滑り軸受には、回転軸
   方向に動圧力を生じる第一のスラスト軸受と、この第一
   のスラスト軸受と距離をもって対向しており反対の方向
   に動圧力を生じる第二のスラスト軸受と、前記の軸受機
   構内に在る前記の液体金属潤滑剤の存在領域と前記の真
   空空間との実質的な境界を成す軸受開口に隣接して設け
   られた第三のスラスト軸受とがあり、この第三のスラス
   ト軸受を構成する軸受ギャップのサイズが変化できるよ
   うに構成されていることを特徴とするカソードスキャン
   型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナ。
3. 【請求項３】 前記の第三のスラスト軸受は、前記の第
   一のスラスト軸受および第二のスラスト軸受のいずれよ
   りも軸受圧力の変化が小さいことを特徴とする特許請求
   項１または２のいずれか１つに記載のカソードスキャン
   型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナ。
4. 【請求項４】 前記の第三のスラスト軸受は、前記の軸
   受回転体が回転を停止したときには、この軸受に隣接す
   る軸受開口のギャップが狭くなり、この軸受開口におけ
   る前記の液体金属潤滑剤の表面張力による圧力効果が前
   記の液体金属潤滑剤の静圧力よりも大きく保たれている
   ことを特徴とする特許請求項１から３のいずれか１つに
   記載のカソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使っ
   たＸ線ＣＴスキャナ。
5. 【請求項５】 前記の軸受回転体の回転速度が大きい場
   合には前記の第三スラスト軸受を構成する軸受ギャップ
   のサイズが大きくなり、前記の軸受回転体の回転速度が
   小さい場合には前記の第三のスラスト軸受を構成する軸
   受ギャップのサイズが小さくなることを特徴とする特許
   請求項１から４のいずれか１つに記載のカソードスキャ
   ン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ線ＣＴスキャナ。
6. 【請求項６】 前記の軸受回転体の、回転中心軸方向の
   位置は、前記の第一のスラスト軸受と前記の第二のスラ
   スト軸受とで実質的に決められ、前記の軸受回転体の回
   転速度が一定の場合には、前記の第三のスラスト軸受を
   構成する軸受ギャップのサイズは、前記の軸受回転体の
   回転中心軸方向の位置に関係なく実質的に一定であるこ
   とを特徴とする特許請求項１から５のいずれか１つに記
   載のカソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使った
   Ｘ線ＣＴスキャナ。
7. 【請求項７】 前記の軸受機構は、前記の第三のスラス
   ト軸受を構成する軸受ギャップのサイズを変えることが
   できるギャップサイズ可変機構を有しており、このギャ
   ップサイズ可変機構によって第三のスラスト軸受を構成
   する軸受ギャップのサイズを制御できるようにしたこと
   を特徴とする特許請求項１から５のいずれか１つに記載
   のカソードスキャン型Ｘ線発生器、及びこれを使ったＸ
   線ＣＴスキャナ。
8. 【請求項８】 内部を真空の状態に保持して真空空間を
   形成するドーナツ形状の真空容器と、この真空容器の内
   部の真空空間において真空容器の中心軸と同軸的に回転
   できるように支承された陰極側回転体組立と、この陰極
   側回転体組立の一部に取り付けられた電子銃組立と、こ
   の電子銃組立に取り付けられており電子を放出する陰極
   と、この陰極に前記の真空容器の外部から給電する為の
   陰極給電機構の回転部分と、前記の陰極から放出されて
   加速された電子を取り出す為の電子線放出窓と、前記の
   陰極側回転体組立に回転力を与える回転駆動機構と、前
   記の陰極側回転体組立を真空容器内で回転自在に支承す
   る軸受機構と、前記の陰極給電機構の回転部分を真空容
   器内で回転自在に支承する軸受機構とを有して構成され
   ており、これらの軸受機構の内の少なくとも一方の軸受
   機構は、この軸受機構を固定する部分である軸受固定体
   と、この軸受固定体に嵌め合わされて回転する軸受回転
   体とを有し、これらの軸受固定体と軸受回転体との間に
   は動作時に液体である液体金属を潤滑剤とした複数の動
   圧滑り軸受が構成されており、それぞれの動圧滑り軸受
   はギャップを有して対向する軸受面を有しており、これ
   らの軸受面の少なくとも一方にはヘリンボーン状の軸受
   溝が設けられており、前記の動圧滑り軸受には、回転軸
   方向に動圧力を生じる第一のスラスト軸受と、この第一
   のスラスト軸受と距離をもって対向しており反対の方向
   に動圧力を生じる第二のスラスト軸受と、前記の軸受機
   構内に在る前記の液体金属潤滑剤の存在領域と前記の真
   空空間との実質的な境界を成す軸受開口に隣接して設け
   られた第三のスラスト軸受とがあり、この第三のスラス
   ト軸受を構成する軸受ギャップのサイズが変化できるよ
   うに構成されていることを特徴とする電子線照射装置。