(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対のピンホールを備えたコリメータをＸ線光軸に対して所定位置に位置決めするためのコリメータセッティング装置において、
一端にピンホールを備え他端に長穴を備えたセッティング用コリメータ筒と、
そのセッティング用コリメータ筒をその軸線のまわりに回転可能に支持するコリメータ筒支持手段と、
上記セッティング用コリメータ筒のピンホールを中心としてそのセッティング用コリメータ筒を傾斜移動するコリメータ筒傾動手段と
を有することを特徴とするコリメータセッティング装置。
【請求項２】
請求項１記載のコリメータセッティング装置において、コリメータ筒支持手段は、セッティング用コリメータ筒をその外周面上の３点で支持することを特徴とするコリメータセッティング装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のコリメータセッティング装置において、コリメータ筒傾動手段は、セッティング用コリメータ筒をＸ線光軸に直交する２軸方向のそれぞれへ傾斜移動することを特徴とするコリメータセッティング装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうちの少なくともいずれか１つに記載のコリメータセッティング装置において、
セッティング用コリメータ筒の全体をＸ線光軸に対して平行移動するコリメータ筒平行移動手段を有することを特徴とするコリメータセッティング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向する一対のピンホールを備えたコリメータをＸ線光軸に対して所定位置に位置決めするためのコリメータセッティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線を用いて試料の分析を行うＸ線装置においては、しばしば、試料のＸ線入射側にコリメータが配設される。このコリメータは、通常、Ｘ線焦点から発散するＸ線を断面積の小さい平行Ｘ線ビームに成形するために用いられる。例えば、従来より広く知られているラウエカメラを考えれば、図９に示すように、Ｘ線焦点Ｆと試料５１との間にコリメータ５２が配設される。このコリメータ５２は、その両端に互いに対向する一対のピンホール５３ａ及び５３ｂを有する。
【０００３】
Ｘ線焦点Ｆから発散するＸ線は、コリメータ５２のピンホール５３ａ及び５３ｂによって断面積の小さい平行Ｘ線ビームに成形された後、そのコリメータ５２の後方に配置された試料５１に入射する。この試料５１が粉末試料であれば、この試料５１で回折したＸ線によってＸ線感光フィルム５４の感光面上にデバイリングＤが結像する。
【０００４】
コリメータ５２は、上記のようなラウエカメラに限られず、ＭＤＧ（Micro Diffraction Goniometer：微小部Ｘ線回折ゴニオメータ）やその他各種のＸ線装置に用いられる。このコリメータ５２は一対のピンホール５３ａ及び５３ｂを有することからダブルコリメータと呼ばれることがあるが、この種のダブルコリメータはＸ線を取り込むことに関して指向性が高く、それ故、一対のピンホール５３ａと５３ｂとを結ぶ軸線ＸC は、Ｘ線焦点Ｆと試料５１とを通るＸ線光軸ＸR に正確に一致しなければならない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線装置では、ダブルコリメータの軸線とＸ線光軸とを位置合わせするときには、まず、Ｘ線光軸上の所定位置にダブルコリメータを配設し、Ｘ線焦点から見てダブルコリメータの後方位置にＸ線カウンタを配設する。そして、Ｘ線焦点から発散するＸ線をダブルコリメータを通してＸ線カウンタに取り込んでそのＸ線強度を測定する。測定するＸ線強度は、ダブルコリメータのピンホールがＸ線光軸上に正確に乗っているか否かによって変化し、このＸ線強度が最も強くなるところをもってダブルコリメータが適正な位置に位置決めされたものと判断していた。
【０００６】
しかしながら、周知の通り、Ｘ線は目に見えない光であるから、上記の位置決め作業の間、作業者はダブルコリメータのピンホールがＸ線光軸に対してどの位置にあるかを全く知ることができず、それ故、その位置決め作業は全くの試行錯誤で行わなければならなかった。この結果、ダブルコリメータに関する従来の位置決め作業は著しく手間がかかる困難な作業であった。
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、ダブルコリメータを簡単且つ迅速にＸ線光軸に対する正確な位置に位置決めできるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係るコリメータセッティング装置は、対向する一対のピンホールを備えたコリメータをＸ線光軸に対して所定位置に位置決めするためのコリメータセッティング装置において、一端にピンホールを備え他端に長穴を備えたセッティング用コリメータ筒と、そのセッティング用コリメータ筒をその軸線のまわりに回転可能に支持するコリメータ筒支持手段と、そして、上記セッティング用コリメータ筒のピンホールを中心としてコリメータ筒を傾斜移動するコリメータ筒傾動手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
このコリメータセッティング装置によれば、セッティング用コリメータ筒の一端に長穴を設け、さらにそのセッティング用コリメータ筒をその軸線のまわりに回転できるようにしたので、セッティング用コリメータ筒をその軸線のまわりに回転させながらＸ線焦点からＸ線カウンタへ向けてＸ線を放射したとき、セッティング用コリメータ筒の回転に従って回転する長穴がＸ線光軸を横切るときにＸ線がその長穴を通過してＸ線カウンタに取り込まれてＸ線が検出される。このときのセッティング用コリメータ筒の回転方向及び長穴の角度位置を観察することにより、セッティング用コリメータ筒の軸線がＸ線光軸に対してどちらの方向へずれているかを知ることができ、それに基づいてＸ線光軸に対するセッティング用コリメータ筒の位置を簡単且つ迅速に位置決めできる。
【０００９】
上記の構成において、セッティング用コリメータ筒を回転可能に支持するコリメータ筒支持手段は任意の構造によって形成できるが、例えば、そのセッティング用コリメータ筒の外周面上を３点で支持する方式の支持構造を採用できる。この３点支持方法によれば、セッティング用コリメータ筒を一定の位置に安定して支持できる。
【００１０】
また、コリメータ筒傾動手段は、例えば、セッティング用コリメータ筒をＸ線光軸に直交する２軸方向のそれぞれへ傾斜移動する構造を用いて構成できる。このようにセッティング用コリメータ筒を直交２方向へ傾斜移動させれば、結果的に、コリメータ筒を３次元的に自由な位置に傾けることができる。
【００１１】
また、本発明のコリメータセッティング装置に関しては、コリメータ筒支持手段及びコリメータ筒傾動手段に加えて、セッティング用コリメータ筒の全体をＸ線光軸に対して平行移動するコリメータ筒平行移動手段を設けることができる。このコリメータ筒平行移動手段は、例えば、セッティング用コリメータ筒の一端に設けたピンホールをＸ線光軸上に位置決めするためにセッティング用コリメータ筒の全体を上下又は左右に平行移動させるものであるが、セッティング用コリメータ筒に対してＸ線光軸の方を移動させることができるのであれば、必ずしも、このコリメータ筒平行移動手段を設けなくても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係るコリメータセッティング装置を説明するのに先立って、コリメータに関してそのようなセッティング作業が必要となるＸ線装置に関して説明する。図１は、そのようなＸ線装置の一例としてラウエカメラを示している。このラウエカメラは、Ｘ線を放射するＸ線焦点Ｆと、コリメータ筒支持装置１によって支持されたダブルコリメータ２と、試料３を支持する試料支持台４と、Ｘ線感光フィルム６と、そしてＸ線カウンタ７とを含んで構成される。ダブルコリメータ２の軸線ＸC は、Ｘ線焦点Ｆと試料３とを通るＸ線光軸ＸR に正確に一致するように位置決めされている。
【００１３】
ダブルコリメータ２はその軸線ＸC 上の両端に互いに対向する一対のピンホール８ａ及び８ｂを有し、Ｘ線焦点Ｆから放射されて発散するＸ線は、これらのピンホール８ａ及び８ｂによって断面積の小さい平行Ｘ線ビームに成形された後に試料３に入射する。試料３が粉末試料であれば、その試料３で回折したＸ線によってＸ線感光フィルム６の感光面上にデバイリングＤが結像する。このデバイリングＤを観察することにより、結晶粒子の大小、格子歪の有無、配向の有無等が視覚的に判定できる。
【００１４】
上記のようなＸ線測定では、ダブルコリメータ２の軸線ＸC をＸ線光軸ＸR に正確に一致させなければならない。本実施形態では、以下の作業によってコリメータ２の位置決めを行う。
まず、コリメータ筒支持装置１は、コリメータ２の両端を支持するホルダ９ａ及び９ｂと、Ｘ線焦点Ｆに近い側のホルダ９ａを移動させる傾動用駆動機構１１と、そしてホルダ９ａ及び９ｂの両方を一体状態で移動させるコリメータ筒平行移動機構１２とを含んで構成される。試料３に近い側のホルダ９ｂは、ピンホール８ｂの直下位置を支持するように設定される。また、傾動用駆動機構１１は、Ｘ線光軸ＸR に直交する２つの直交軸線であるＸ軸線及びＹ軸線の各軸線に沿ってホルダ９ａを往復直線移動させる。試料３に近い側のコリメータ２の端部をホルダ９ｂによって支持した状態で傾動用駆動機構１１によってコリメータ２の他端をＸ軸線方向及び／又はＹ軸線方向へ直線移動させれば、コリメータ２を試料３に近い側のピンホール８ｂを中心として３次元的に傾斜移動させることができる。
【００１５】
他方、コリメータ筒平行移動機構１２は、ホルダ９ａ及びホルダ９ｂの両方を一体状態で同時にＸ軸線方向及び／又はＹ軸線方向へ平行移動させることができる。なお、傾動用駆動機構１１及びコリメータ筒平行移動機構１２は、微小寸法測定用のマイクロメータで用いられるような精密移動機構を用いた手動用の機構であっても良いし、あるいは、パルスモータ等の精密動力源を用いた自動機構であっても良い。
【００１６】
ホルダ９ａ及び９ｂは、図８に示すように、直角形状の切込み部を備えたホルダブロック１３と、そのホルダブロック１３に固定された板バネ１４を含んで構成される。このホルダ９ａ及び９ｂにコリメータ２を装着するときには、ホルダブロック１３の上方から板バネ１４を矢印Ａのように押し広げながらホルダブロック１３の直角状切込み部へコリメータ２を押し込む。すると、コリメータ２の外周面は、ホルダブロック９ａ及び９ｂの直角状切込み部の２個の壁面及び矢印Ｂのように復帰移動した板バネ１４によって３点で支持される。この３点支持構造により、コリメータ２は矢印Ｃで示すように軸線ＸC のまわりに自由に回転できる。
【００１７】
コリメータ２に関する位置決め作業を行うにあたっては、まず図２に示すように、一端にピンホール１６を備え他端が開放端１７であるセッティング用シングルコリメータ筒１８をコリメータ筒支持装置１のホルダ９ａ及び９ｂに装着する。このとき、図１に示した試料３及びＸ線感光フィルム６は、まだ、Ｘ線光軸ＸR 上には置かれておらず、Ｘ線カウンタ７がＸ線光軸ＸR 上に配置される。この状態でコリメータ筒平行移動機構１２を作動してコリメータ筒１８の全体をＸ軸線方向及び／又はＹ軸線方向へ移動させながらＸ線カウンタ７によってＸ線を測定し、測定されるＸ線の強度が最も強くなる所でコリメータ筒１８の動きを止める。これにより、ピンホール１６の最適位置が特定される。但し、この状態では、コリメータ筒１８の軸線ＸC がＸ線光軸ＸR に正確に一致しているかどうかはわからない。つまり、コリメータ筒１８の軸線ＸC はＸ線光軸ＸR に対して傾いているかもしれない。
【００１８】
そこで、次の工程として軸線ＸC の位置決め作業を行う。すなわち、図３に示すように、一端にピンホール１６を備え他端に長穴１９を備えたセッティング用コリメータ筒２１を図２のシングルコリメータ筒１８に代えてコリメータ筒支持装置１のホルダ９ａ及び９ｂに装着する。この時点では、図２に示したシングルコリメータ筒１８を用いた位置決め作業が既に完了しているので、セッティング用コリメータ筒２１のピンホール１６は正確にＸ線光軸ＸR 上に配置される。なお、符号２２は、長穴１９の位置を指示するマークを示している。
【００１９】
この時点で、セッティング用コリメータ筒２１の長穴１９側の端部の中心が正確にＸ線光軸ＸR 上に乗っていれば、Ｘ線カウンタ７は最も強い強度のＸ線を受光するが、位置決め作業が完了していない今の時点では、通常は、コリメータ筒２１がＸ線光軸ＸR に対して傾きを持っていて、それ故、Ｘ線焦点Ｆから出たＸ線は長穴１９及びピンホール１６の両方を通過することはできず、その結果、Ｘ線カウンタ７にＸ線が現れない。
【００２０】
例えば、今、矢印Ｅの方向からセッティング用コリメータ筒２１を見たときに、図４に示すように、セッティング用コリメータ筒２１の軸線ＸC がＸ線光軸ＸR に対してずれていたとする。もちろん、Ｘ線光軸ＸR は作業者の目に見えないので、今の時点で作業者は、セッティング用コリメータ筒２１の軸線ＸC がＸ線光軸ＸR に対してずれていることはわかっているが、どの方向へどれだけずれているかは全くわからない。
【００２１】
この状態で作業者は、まず、矢印Ｇで示すように、コリメータ筒２１を軸線ＸC を中心として正時計方向及び／又は反時計方向へ回転する。このとき、コリメータ筒２１と共に回転する長穴１９がＸ線光軸ＸR の所まで移動すると、Ｘ線がその長穴１９及びピンホール１６の両方を通過してＸ線カウンタ７（図３）がそれを検出する。これにより作業者は、長穴１９がＸ線光軸ＸR 上に到来したことを知見してコリメータ筒２１の回転を停止する。この状態が図５に示す状態である。なお、図４において、コリメータ筒２１を正時計方向又は反時計方向のいずれに回転したかによって、作業者は筒軸線ＸC がＸ線光軸ＸR のどちら側にずれているかを知ることができる。
【００２２】
図５の状態では、長穴１９は斜め下側に下がった状態なので、作業者はＸ線光軸ＸR が筒軸線ＸC よりも下側にあるものと判断できる。従って、作業者は、それを矯正するためにホルダ９ａを矢印Ｈのように下降させる。すると、長穴１９がＸ線光軸ＸR から外れた時点でＸ線カウンタ７に対してＸ線が隠れる。このとき作業者は、矢印Ｊで示すようにコリメータ筒２１を回転して、Ｘ線カウンタ７によって再びＸ線を検出する。この作業を繰り返して、図６に示すように、長穴１９が水平状態になるまでホルダ９ａ及びコリメータ筒２１の位置を調節する。長穴１９が図６のような水平状態になったかどうかは、ホルダ９ａをＸ軸線方向へ往復移動させたときに常にＸ線カウンタ７によってＸ線を検出できるか否かによって判断できる。
【００２３】
その後、ホルダ９ａをＸ軸線方向へ直線移動してＸ線カウンタ７によってＸ線を検出できるか、あるいは、できないかの境界部分までコリメータ筒２１を持ち運べば、図７に示すように、筒軸線ＸC とＸ線光軸ＸR とを正確に一致させることができる。こうしてコリメータ筒２１の軸線ＸC を正確にＸ線光軸ＸR に一致させた後にセッティング用コリメータ筒２１をホルダ９ａ及び９ｂ、すなわちコリメータ筒支持装置１から取り外し、それに代えて図１に示すように、測定用のダブルコリメータ２をコリメータ筒支持装置１に装着すれば、そのダブルコリメータ２の軸線ＸC を正確にＸ線光軸ＸR に一致させることができる。
【００２４】
以上のように、一端にピンホール１６を備え他端に長穴１９を備えたセッティング用コリメータ筒２１を用いて測定用コリメータに関する位置決め作業を行えば、その作業時にＸ線光軸ＸR に対するセッティング用コリメータ筒２１の軸線ＸC のずれ方向を簡単且つ迅速に判断でき、それ故、従来のように試行錯誤によって位置決め作業を行う場合に比べて、極めて簡単、迅速且つ正確にコリメータ２に関する位置決めを行うことができる。
【００２５】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、本発明に係るコリメータセッティング装置は、図１に示したようなラウエカメラに用いる場合だけに限られす、Ｘ線を断面積の小さい平行ビームに成形する必要がある、あらゆるＸ線装置に対しても適用できる。また、セッティング用コリメータ筒を平行移動させたり、あるいは、傾斜移動させたりするための機構は、図１に示した機構に限られず、他の任意の機構を用いることができる。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１記載のコリメータセッティング装置によれば、セッティング用コリメータ筒の一端に長穴を設け、さらにそのセッティング用コリメータ筒をその軸線のまわりに回転できるようにしたので、セッティング用コリメータ筒の軸線がＸ線光軸に対してどちらの方向へずれているかを簡単且つ明確に知ることができ、それ故、Ｘ線光軸に対するコリメータの位置を簡単、迅速且つ正確に位置決めできる。
【００２７】
請求項２記載のコリメータセッティング装置によれば、セッティング用コリメータ筒を安定してその軸線のまわりに回転させることができる。
【００２８】
請求項３記載のコリメータセッティング装置によれば、セッティング用コリメータ筒を簡単且つ高精度に３次元的に傾斜移動させることができる。
【００２９】
請求項４記載のコリメータセッティング装置によれば、ダブルコリメータの一方のピンホールに関する位置決め作業を行うにあたって、Ｘ線装置の側は一切動かす必要がなくなるので、その位置決め作業を簡単、正確且つ安全に行うことができる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコリメータセッティング装置を必要とするＸ線装置の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るコリメータセッティング装置を用いて行われるコリメータの位置決め作業の初期の一過程を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るコリメータセッティング装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図４】図３の装置を用いた位置決め作業の一過程を示す正面図である。
【図５】図４に引き続く位置決め作業の他の一過程を示す正面図である。
【図６】図５に引き続く位置決め作業のさらに他の一過程を示す正面図である。
【図７】図６に引き続く位置決め作業のさらに他の一過程を示す正面図である。
【図８】図３の要部を示す斜視図である。
【図９】従来のコリメータの位置決め作業を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      コリメータ筒支持装置
２      ダブルコリメータ
３      試料
７      Ｘ線カウンタ
８ａ，８ｂ  ピンホール
９ａ，９ｂ  ホルダ
１１      傾動用駆動機構（コリメータ筒傾動手段）
１２      コリメータ筒平行移動機構
１６      ピンホール
１７      開放端
１８      セッティング用シングルコリメータ筒
１９      長穴
２１      セッティング用コリメータ筒
２２      マーク
Ｄ      デバイリング
Ｆ      Ｘ線焦点
ＸC     コリメータの軸線
ＸR     Ｘ線光軸
【図１】
0003635606.tif 000002
【図２】
0003635606.tif 000003
【図３】
0003635606.tif 000004
【図４】
0003635606.tif 000005
【図５】
0003635606.tif 000006
【図６】
0003635606.tif 000007
【図７】
0003635606.tif 000008
【図８】
0003635606.tif 000009
【図９】
0003635606.tif 000010