(57)【要約】【課題】試料の応力値を迅速に測定することができるＸ線回折装置を提供する。【解決手段】配置された試料ＳをＺ方向に移動可能な試料ステージ５０と、試料ＳにＸ線を出射するＸ線管１１と、試料ＳからのＸ線強度を検出するＸ線検出器２２と、試料Ｓの応力値σを測定する制御部４１とを備えるＸ線回折装置１であって、試料Ｓのポアソン比が特定できる材質情報ｍと、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψがポアソン比で決定される所定のψ’であるときの試料Ｓでの理論回折角２Θｍとの関係を示す初期情報を記憶する記憶部４４を備え、制御部４１は、試料ステージ５０に試料Ｓが配置された後、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψをψ’としたときに取得される回折ピークの回折角２θが理論回折角２Θｍとなるように、試料ステージ５０のＺ方向における位置を移動させる構成とする。【選択図】図１
2020063912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が配置され、Ｚ方向に移動可能な試料ステージと、
前記試料にＸ線を出射するＸ線管と、
前記試料からのＸ線強度を検出するＸ線検出器と、
ゴニオメータにより前記試料の試料面法線と格子面法線とのなす角度ψ、および、前記試料の回折角2θによる２θ−ｓｉｎ２ψの関係を測定して前記試料の応力値σを測定する制御部とを備えるＸ線回折装置であって、
前記試料のポアソン比νが特定可能な材質情報ｍと、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψが、
【数１１】
2020063912.tif 000013
であるときに前記試料から得られる無応力時の回折角である理論回折角２Θｍとの関係を示す初期情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記試料の材質情報ｍが入力され、前記試料ステージに前記試料が配置された後、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψをψ’としたときに取得される回折ピークの回折角２θが理論回折角２Θｍとなるように、前記試料ステージのＺ方向における位置を移動させることを特徴とするＸ線回折装置。
【請求項２】
前記初期情報は、前記Ｘ線管の種類情報ｎと、前記試料の材質情報ｍと、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψがψ’であるときにおける前記試料での理論回折角２Θｎｍとの関係を示すものであり、
前記制御部は、前記Ｘ線管の種類情報ｎ及び前記試料の材質情報ｍが入力されることで理論回折角２Θｎｍを決定し、回折角２θが理論回折角２Θｎｍとなるように、前記試料ステージのＺ方向における位置を移動させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線回折装置。
【請求項３】
試料が配置され、Ｚ方向に移動可能な試料ステージと、
前記試料にＸ線を出射するＸ線管と、
前記試料からのＸ線強度を検出するＸ線検出器と、
ゴニオメータにより前記試料の試料面法線と格子面法線とのなす角度ψ、および、前記試料の回折角2θによる２θ−ｓｉｎ２ψの関係を測定して前記試料の応力値σを測定する制御部とを備えるＸ線回折装置に用いられる試料配置システムであって、
前記Ｘ線管の種類情報ｎと、
前記試料のポアソン比νが特定可能な材質情報ｍと、
試料面法線と格子面法線とのなす角度ψが、
【数１２】
2020063912.tif 000014
であるときに前記試料から得られる無応力時の回折角である理論回折角２Θｍとの関係を示す初期情報を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線管の種類情報ｎ及び前記試料の材質情報ｍが入力されることで理論回折角２Θｎｍを決定し、前記試料ステージに前記試料が配置された後、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψをψ’としたときに取得される回折ピークの回折角２θと理論回折角２Θｎｍとに基づいて、前記試料ステージのＺ方向における位置ずれ量ΔＺを算出する制御部と
を備えることを特徴とする試料配置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線回折装置及びそれに用いられる試料配置システムに関し、特に、試料に特性Ｘ線を照射することによって回折されたＸ線を検出し、試料の応力値σを測定するＸ線回折装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線回折装置は、Ｘ線源から特性Ｘ線を試料に照射し、試料から放射される回折Ｘ線をゴニオメータに搭載されたＸ線検出器によって回折角２θごとに検出するものである。これにより、試料に含まれる結晶成分の定性・定量分析を行っている。
【０００３】
ところで、試料が金属材料からなる場合には、応力が生じるとそれに応じて結晶の格子面間隔が変化する。すなわち、引張応力では応力に対する平行方向の面間隔が大きくなるとともに垂直方向の面間隔は小さくなり、また、圧縮応力ではこの逆となる。このとき、応力値σによって結晶の格子面間隔が変化することにより、Ｘ線回折の回折角２θが変化する。後記特許文献１では、応力値σは、試料面法線と格子面法線とのなす角度をψとしたときに、下記式（１）に示すように２θとｓｉｎ２ψとの関係線の傾きに比例するため、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψを代えてその回折Ｘ線の回折角２θを測定していくと求められることが開示されている。
【０００４】
【数１】
2020063912.tif 000003
【０００５】
そこで、Ｘ線回折装置によって残留応力値σを測定することが行われている。図７は、従来のＸ線回折装置の一例を示す概略構成図である。なお、地面に水平な一方向をＸ方向とし、地面に水平でＸ方向と垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。
Ｘ線回折装置１０１は、Ｘ線源部１０と、検出部２０と、ゴニオメータ３０と、Ｘ線回折装置１０１全体の制御を行うコンピュータ１４０と、試料Ｓが配置される試料ステージ５０とを備える。
【０００６】
Ｘ線源部１０は、Ｆｅ管球（Ｘ線管）１１と、厚さ１５μｍのＭｎフィルタ（Ｘ線フィルタ）１２とを備える。Ｆｅ管球１１は、例えばポイントフォーカスのＸ線管球であり、筐体を有し、筐体の内部に陽極のターゲットと陰極のフィラメントとが配置されている。
これにより、ターゲットとフィラメントとの間に高電圧を印加することで、フィラメントから放射された熱電子をターゲットに衝突させて、ターゲットで発生した一次Ｘ線を出射するようになっている。
【０００７】
検出部２０は、検出スリット２１と、１個（１ｃｈ）の検出素子からなるＸ線検出器２２とを備える。そして、検出素子からＸ線強度Ｉがコンピュータ１４０に出力されるようになっている。
また、検出部２０は、ゴニオメータ３０の２θ軸に搭載されるとともに、試料Ｓは、ゴニオメータ３０のθ軸の試料ステージ５０に搭載されるようになっており、θ−２θ連動の駆動方法でゴニオメータ３０の中心軸を中心として回転されることにより、回折角２θごとにＸ線強度Ｉが出力されていくことで、Ｘ線回折パターンが得られるようになっている。
【０００８】
コンピュータ１４０は、ＣＰＵ（制御部）１４１と入力装置４２と表示装置４３とメモリ（記憶部）１４４とを備える。ＣＰＵ１４１が処理する機能をブロック化して説明すると、Ｆｅ管球１１から特性Ｘ線を出射させるＸ線源制御部４１ａと、Ｘ線検出器２２からＸ線強度Ｉを取得する取得部４１ｂと、Ｘ線強度分布画像（Ｘ線回折パターン）を作成するＸ線強度分布画像作成部４１ｃと、２θ−ｓｉｎ２ψ線図を作成して応力値σを測定する応力値測定部４１ｄと、ゴニオメータ３０を回転駆動するゴニオメータ制御部４１ｅと、試料ステージ５０を移動させる試料ステージ制御部１４１ｆとを有する。
【０００９】
試料ステージ５０は、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向との３軸方向にそれぞれ移動可能となっており、試料ステージ５０をＸＹ方向に移動することにより試料Ｓ表面上の測定位置が調整されるとともに、試料ステージ５０をＺ方向に移動することにより試料Ｓ表面の高さが調整されるようになっている。
【００１０】
このようなＸ線回折装置１０１を用いて試料Ｓを分析する場合、まず始めに、ユーザは試料Ｓを試料ステージ５０に載置した後、入力装置４２を用いて試料ステージ５０を移動させることにより試料Ｓの位置を調整する。そして、Ｆｅ管球１１から出射された特性Ｘ線がＭｎフィルタ１２を介して試料Ｓに照射される。このとき、ゴニオメータ３０の２θ軸がθ軸に対して２倍の関係を保ちながら連動して回転駆動され、試料Ｓから放射される回折Ｘ線が２θ軸に搭載された検出スリット２１とＸ線検出器２２とによって検出されていくことにより、Ｘ線強度Ｉと回折角２θとの関係を示すＸ線回折パターン（図３参照）が作成される。そして、各角度ψにおけるＸ線回折パターン中の回折ピークの回折角２θを取得することで、２θ−ｓｉｎ２ψ線図（図５参照）が作成され、式（１）に基づいて応力値σが算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１４８５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上述したようなＸ線回折装置１０１では、試料Ｓ表面を正しい高さに調整する必要があり、高さが正しくない場合には、Ｘ線回折パターン中の回折ピークの位置（２θ）がずれるため、正確な応力値σが算出されない。
しかしながら、上述したようなＸ線回折装置１０１では、ユーザが入力装置４２を用いて手動で試料Ｓ表面を正しい高さに調整しており、試料Ｓ表面が平坦な場合は試料Ｓ表面の高さを正確かつ容易に調整することができるが、ベアリングやバネ等のように表面が平坦でない場合には、試料Ｓ表面の高さを正確に調整することが困難であったため、ベアリングやバネ等の製品を試料Ｓとする場合の品質検査等において、試料Ｓの応力値σを順次迅速に測定することができないという問題点があった。そこで本発明は試料Ｓ表面の高さを正確に調整することができるＸ線回折装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するためになされた本発明のＸ線回折装置は、
試料が配置され、Ｚ方向に移動可能な試料ステージと、
前記試料にＸ線を出射するＸ線管と、
前記試料からのＸ線強度を検出するＸ線検出器と、
ゴニオメータにより前記試料の試料面法線と格子面法線とのなす角度ψ、および、前記試料の回折角2θによる２θ−ｓｉｎ２ψの関係を測定して前記試料の応力値σを測定する制御部とを備えるＸ線回折装置であって、
前記試料のポアソン比νが特定可能な材質情報ｍと、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψが、
【数２】
2020063912.tif 000004
であるときに前記試料から得られる無応力時の回折角である理論回折角２Θｍとの関係を示す初期情報を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記試料の材質情報ｍが入力され、前記試料ステージに前記試料が配置された後、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψをψ’としたときに取得される回折ピークの回折角２θが理論回折角２Θｍとなるように、前記試料ステージのＺ方向における位置を移動させるようにしている。
【００１４】
出願人は、試料配置時に試料Ｓ表面を正しい高さに調整する方法について検討した。
試料ＳにＸ方向の単軸応力を負荷したときのＸ線による応力測定の場合の基礎式は、回折面法線方向のひずみをεψとすると、下記式（２）で表される。
【００１５】
【数３】
2020063912.tif 000005
【００１６】
Braggの式（２ｄsinθ=nλ）を、波長λが一定で、格子面間隔ｄおよび視斜角θを変数として両辺を微分することにより、ひずみεψを下記式（３）で表すことができる。
【数４】
2020063912.tif 000006
ただし、θ０は無応力時（ひずみがないとき）の回折角（＝前記式（１）の標準ブラッグ角）である。
【００１７】
上記した式（２）、式（３）より、2θは下記式（４）で表すことができる。
【数５】
2020063912.tif 000007
【００１８】
したがって、ψを変化させて２θ-sin2ψ線図をプロットしたとき、２θはsin2ψの一次関数となり、直線の勾配をＭとすると、右辺第１項から下記式（５）で表すことができる。
【数６】
2020063912.tif 000008
【００１９】
勾配Ｍは応力σｘに依存しており、圧縮応力（σｘ＜０）のときは右上がり、引張応力（σｘ＞０）のときは右下がりとなる。
上記式（５）から応力σｘに応じて直線の勾配Ｍは変化し、図６に示すように、２θ-sin2ψ線図上では応力が異なる２つ直線は交点Ｐで交わる。交点Ｐの座標を求めるために、式（４）を変数ｙ＝２θ、変数x＝sin２ψとし、異なる２つの応力をσｘ、σ’ｘ（例えばσｘ＞０、σ’ｘ＜０）として以下のように表す。
【００２０】
【数７】
2020063912.tif 000009
【００２１】
また、上記式（６）、式（７）により交点Ｐの座標を求めると下記式（８）、式（９）となる。
【数８】
2020063912.tif 000010
【００２２】
したがって、２θ−ｓｉｎ２ψ線図上で、交点Ｐは応力σｘに依存せずに試料Ｓのポアソン比で定まる一定値となり、その回折角２θは２θ０となる。そしてこの２θ０は応力に依存していないので、無応力時の回折角も２θ０となる。
【００２３】
ψについて、式（８）を満たすψをψ’とすると式（１０）で表される。
【数９】
2020063912.tif 000011
【００２４】
試料面法線と格子面法線とのなす角度ψをψ’としたときに取得される回折ピークの回折角２θは、試料高さが正確に調整されている場合には、たとえ応力がかかっていても応力に依存せずに試料Ｓの理想的な角度位置２θ０となる。一方、試料Ｓ表面の高さが位置ずれしていると、測定される回折ピークの回折角２θは理想的な角度位置２θ０からずれることになる。このときのψ’は上述したように試料Ｓの材質、特に試料Ｓのポアソン比νにより式（８）から算出される値になる。ψ’にセットしたときに生じる回折角２θと理想的な回折角２θ０との角度の差分Δ２θ（＝２θ-２θ０）には、応力に起因して生じる角度のずれは含まれておらず、試料Ｓ表面の高さの位置ずれに起因して生じる角度のずれのみが含まれていることになる。
【００２５】
そこで、試料Ｓのポアソン比ν、あるいは試料Ｓのポアソン比νを特定できる材質名のような情報を材質情報ｍとして記憶するとともに、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψをψ’にセットしたときに得られる（無応力時の）理想的な回折角２θ０を理論回折角２Θとして予め関連付けて記憶しておく。そして、試料Ｓの材質情報ｍから決定されるポアソン比νと式（８）とからψ’を求め、ψ＝ψ’にセットして測定した回折ピークの回折角２θを取得し、理論回折角２Θ（＝２θ０）と回折角２θとを比較する。
ψ’にセットしたときに生じる回折角２θと理論回折角２Θとの角度の差分Δ２θ（＝２θ-２Θ）には、応力に起因して生じる角度のずれは含まれておらず、試料Ｓ表面の高さの位置ずれに起因して生じる角度のずれのみが含まれていることになるので、試料Ｓの高さが正しく調整されたか否かを判定することができ、この判定手法を利用して高さ調整できることになる。上記の発明はこのような検討によりなされたものである。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明のＸ線回折装置によれば、測定される回折角２θが理論回折角２Θｍとなるように、制御部が試料ステージの位置を移動させるので、複雑かつ様々な形状の試料であっても測定高さの調整に要する時間を短縮できるとともに、応力値σを正確に測定することができる。
【００２７】
（他の課題を解決するための手段および効果）
また、上記の発明において、前記初期情報は、前記Ｘ線管の種類情報ｎと、前記試料のポアソン比νが特定可能な材質情報ｍと、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψがψ’であるときにおける前記試料での理論回折角２Θｎｍとの関係を示すものであり、前記制御部は、前記Ｘ線管の種類情報ｎ及び前記試料の材質情報ｍが入力されることで理論回折角２Θｎｍを決定し、測定された回折角２θが理論回折角２Θｎｍとなるように、前記試料ステージのＺ方向における位置を移動させるようにしてもよい。
このような本発明のＸ線回折装置によれば、Ｘ線管の種類ｎが変更されても、様々な試料に対する測定高さの調整に要する時間を短縮できるとともに、応力値σを正確に測定することができる。
【００２８】
そして、本発明の試料配置システムは、
試料が配置され、Ｚ方向に移動可能な試料ステージと、
前記試料にＸ線を出射するＸ線管と、
前記試料からのＸ線強度を検出するＸ線検出器と、
ゴニオメータにより前記試料の試料面法線と格子面法線とのなす角度ψ、および、前記試料の回折角2θによる２θ−ｓｉｎ２ψの関係を測定して前記試料の応力値σを測定する制御部とを備えるＸ線回折装置に用いられる試料配置システムであって、
前記Ｘ線管の種類情報ｎと、
前記試料のポアソン比νが特定可能な材質情報ｍと、
試料面法線と格子面法線とのなす角度ψが、
【数１０】
2020063912.tif 000012
であるときに前記試料から得られる無応力時の回折角である理論回折角２Θnｍとの関係を示す初期情報を記憶する記憶部と、
前記Ｘ線管の種類情報ｎ及び前記試料の材質情報ｍが入力されることで理論回折角２Θｎｍを決定し、前記試料ステージに前記試料が配置された後、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψをψ’としたときに取得される回折ピークの回折角２θと理論回折角２Θｎｍとに基づいて、前記試料ステージのＺ方向における位置ずれ量ΔＺを算出する制御部とを備えるようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線回折装置の一例を示す概略構成図。
【図２】メモリに記憶されるデータベースの一例を示す図。
【図３】ψ＝０でのＸ線強度Ｉと回折角２θ０の関係を示すＸ線回折パターンの画面表示例を示す図。
【図４】無応力時の位置ずれ量ΔＺにおけるΔ２θと回折角２θとの関係を示すグラフ。
【図５】２θ−ｓｉｎ２ψ線図の画面表示例を示す図。
【図６】異なる応力が負荷された試料の２θ−ｓｉｎ２ψを示した模式図。
【図７】従来のＸ線回折装置の一例を示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係るＸ線回折装置の一例を示す概略構成図である。なお、Ｘ線回折装置１０１と同様のものについては、同じ符号を付している。
Ｘ線回折装置１は、Ｘ線源部１０と、検出部２０と、ゴニオメータ３０と、Ｘ線回折装置１全体の制御を行うコンピュータ４０と、試料Ｓが配置される試料ステージ５０とを備える。
【００３２】
コンピュータ４０は、ＣＰＵ（制御部）４１と入力装置４２と表示装置４３とメモリ（記憶部）４４とを備える。ＣＰＵ４１が処理する機能をブロック化して説明すると、Ｆｅ管球１１から特性Ｘ線を出射させるＸ線源制御部４１ａと、Ｘ線検出器２２からＸ線強度Ｉを取得する取得部４１ｂと、Ｘ線強度分布画像（Ｘ線回折パターン）を作成するＸ線強度分布画像作成部４１ｃと、２θ−ｓｉｎ２ψ線図を作成して応力値σを測定する応力値測定部４１ｄと、ゴニオメータ３０を回転駆動するゴニオメータ制御部４１ｅと、試料ステージ５０を移動させる試料ステージ自動制御部４１ｆとを有する。
【００３３】
また、メモリ４４は、データベース（初期情報）を記憶するためのデータベース記憶領域４４ａを有する。データベースは、試料Ｓのポアソン比νが特定可能な材質情報ｍと、Ｘ線管１１の種類情報ｎと、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψが（１０）式で示すψ’であるときにおける試料Ｓでの理論回折角２Θｎｍとの関係を示すものであり、その一例を図２に示す。ここでは試料材質の種類ごとに、ポアソン比νが特定できるものとして、試料材質名を材質情報ｍとしている。すなわち試料材質名とポアソン比とを対応つけて記憶させてある。
理論回折角２Θは、１つの試料材質であっても、Ａｌのように回折面が複数ある場合は回折面の面指数ごとに理論回折角２Θを関連付けて記憶してある。例えばＡｌでは面指数（２２２）、（４２０）、（３３１）、（３３３）の回折面に対応させて理論回折角２Θとして１５６．７度、１６２．１度、１４８．７度、１６４．０度の４つの場合を記憶してある。
【００３４】
例えば、試料Ｓの材質情報ｍ１が「α−Ｆｅ」（α-Ｆｅであることからポアソン比ν＝０．２８と決定される）であり、Ｘ線管１１の種類情報ｎ１が「ＣｒＫα」であるときには、理論回折角２Θ１１が「１５６．１度」（対応するα-Ｆｅの回折面の面指数（２１１））と記憶してある。
また、試料Ｓの材質情報ｍ２が「γ−Ｆｅ」であり、Ｘ線管１１の種類情報ｎ２が「ＣｒＫβ」であるときには、理論回折角２Θ２２が「１４９．６度」（対応するγ-Ｆｅの回折面の面指数（３１１）と記憶してある。
【００３５】
試料ステージ自動制御部４１ｆは、試料Ｓ表面の高さを調整するために、試料Ｓの材質情報ｍとＸ線管１１の種類情報ｎとが入力されたときには、まず、材質情報ｍから対応するポアソン比νを用いて（１０）式のψ’を算出し、試料面法線と格子面法線とのなす角度ψがψ’であるときにおけるＸ線強度Ｉと回折角２θとの関係を示すＸ線回折パターン（図３参照）を作成して、回折ピークの回折角２θを取得する制御を行う。
このときのψ’は材質情報ｍから特定されているポアソン比νを（１０）式に代入することにより算出され、例えばα-Ｆｅ（ポアソン比ν＝０．２８）では、ψ’は２７．９度となる。
【００３６】
次に、試料ステージ自動制御部４１ｆは、データベース記憶領域４４ａに記憶されたデータベースに基づいて、入力された試料Ｓの材質情報ｍ及びＸ線管１１の種類情報ｎに基づいて、対応する理論回折角２Θｎｍを取得する制御を行う。
例えば、試料Ｓの材質情報ｍ１として「α−Ｆｅ」が入力され、Ｘ線管１１の種類情報ｎ１として「ＣｒＫα」が入力されていると、対応する理論回折角２Θ１１が抽出されて「１５６．１度」が取得される。
【００３７】
次に、試料ステージ自動制御部４１ｆは、ψ’であるときに測定された回折ピークの回折角２θと理論回折角２Θｎｍとを比較することで差分Δ２θ（＝2θ-２Θｎｍ）を算出し、試料ステージ５０のＺ方向における位置ずれ量ΔＺを算出することにより、試料ステージ５０のＺ方向における位置を位置ずれ量ΔＺだけ移動させる制御を行う。
この位置ずれ量ΔＺの算出は、位置ずれ量ΔＺをパラメータとし、各ΔＺについてΔ２θと２θとの関係（Δ２θ-２θ曲線）を数値計算し、ｙ軸をΔ２θ、ｘ軸を２θとする二次元空間上（図４参照）で、ｘ軸の値が理論回折角２Θｎｍ、ｙ軸の値が上記のΔ２θのときの座標（２Θｎｍ，Δ２θ）を通過するΔ２θ-２θ曲線を求めることで、そのΔ２θ-２θ曲線のΔＺの値から位置ずれ量が求められる。
なお、図４に示しているような、位置ずれ量ΔＺをパラメータとするΔ２θ―２θ曲線は、試料に依存せず、入射Ｘ線、試料面、反射Ｘ線の幾何学的な位置関係で決定され、数値計算により算出される。
【００３８】
そして、試料ステージ自動制御部４１ｆは、試料ステージ５０のＺ方向における位置を移動させた後、ψ’であるときにおけるＸ線強度Ｉと回折角２θとの関係を示すＸ線回折パターンを再度作成して、ψ’であるときにおける回折ピークの回折角２θと理論回折角２Θｎｍとを比較することでΔ２θを算出し、試料ステージ５０のＺ方向における位置ずれ量ΔＺを算出して、ΔＺが許容範囲内の精度になっているかを確認する制御を行う。なお、ΔＺが所定範囲外であれば、試料ステージ５０のＺ方向における位置を位置ずれ量ΔＺだけ移動させて再度確認することになる。このような操作により正確な高さ調整ができることになる。
【００３９】
Ｘ線強度分布画像作成部４１ｃは、試料ステージ５０のＺ方向における位置調整完了後に、角度ψ＝１５°におけるＸ線強度Ｉと回折角２θψ＝１５との関係を示すＸ線回折パターンと、・・・、角度ψ＝４５°におけるＸ線強度Ｉと回折角２θψ＝４５との関係を示すＸ線回折パターンを作成して、各角度ψ＝１５°、２０°、３０°、４５°におけるＸ線回折パターン中の回折ピークの回折角２θψ＝１５、２θψ＝２０、２θψ＝３０、２θψ＝４５を取得する制御を行う。
【００４０】
応力値測定部４１ｄは、各角度ψ＝０°、１５°、２０°、３０°、４５°における回折ピークの回折角２θψ＝０、２θψ＝１５、２θψ＝２０、２θψ＝３０、２θψ＝４５に基づいて２θ−ｓｉｎ２ψ線図（図５参照）を作成し、式（１）に基づいて応力値σを算出する制御を行う。
【００４１】
以上のように、本発明のＸ線回折装置１によれば、回折角２θが理論回折角２Θｎｍとなるように、試料ステージ自動制御部４１ｆが試料ステージ５０の位置を移動させるので、複雑な様々な形状の試料Ｓに対する測定高さの調整に要する時間を短縮できるとともに、応力値σを正確に測定することができる。
【００４２】
＜他の実施形態＞
（１）上述したＸ線回折装置１では、材質情報ｍとしてポアソン比が特定できる試料材質名を記憶させているが、ポアソン比自体を材料情報ｍとして直接記憶させてもよい。要するに式（１０）を用いてψ’が算出できるように記憶させてあればよい。
【００４３】
（２）上述したＸ線回折装置１において、検出部２０は、検出スリット２１と１個（１ｃｈ）の検出素子からなるＸ線検出器２２とを備える構成を示したが、Ｘ線強度を検出するＮ個（例えば１２８０個）の検出素子が一次元に配列された検出面を有するラインセンサを備えるような構成としてもよい。
【００４４】
（３）上述したＸ線回折装置１では、１個の試料Ｓの応力値σを測定する構成を示したが、試料Ｓがベアリングやバネ等の製品である場合の品質検査等においては、入力された試料Ｓの材質情報ｍとＸ線管１１の種類情報ｎとをメモリ４４に記憶しておき、応力値σを順次測定するような構成としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、Ｘ線回折装置等に利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  Ｘ線回折装置
１１  Ｘ線管
２２  Ｘ線検出器
４１  制御部
４４  記憶部
５０  試料ステージ
ｍ  試料の材質情報
ｎ  Ｘ線管の種類情報
Ｓ  試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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