(57)【要約】【課題】容易に測定対象物の角部近傍位置にＸ線を所定の角度で照射でき、角部近傍位置の残留応力を精度よく測定できるようにする。【解決手段】  Ｘ線回折測定装置は、ケース１０内に、Ｘ線出射器２０、移動かつ回転可能なテーブル３０、テーブル３０に取付けられるイメージングプレート３１及びレーザ検出装置５０を収容させている。Ｘ線出射器２０からのＸ線を測定対象物に照射し、測定対象物から出射された回折Ｘ線によってイメージングプレート３１に回折環を形成させ、レーザ検出装置５０によってイメージングプレート３１上に形成された回折環の形状を読み取って、測定対象物の残留応力を検出する。ケース１０の正面壁１１と底面壁１４は直交しており、底面壁１４及び正面壁１１をＬ字形状の測定対象物の水平面と垂直面にそれぞれ当接させたとき、水平面の角部近傍にＸ線が照射されるようにＸ線出射器２０を配置する。【選択図】図２
2014016220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
中央にＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、
前記テーブルに取付けられて、中央部にてＸ線を通過させるとともに、測定対象物にて回折したＸ線の回折光を受光する受光面を有し、回折光の像である回折環を記録するイメージングプレートと、
レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、レーザ光を前記イメージングプレートの受光面に照射するとともに、レーザ光の照射によって前記イメージングプレートから出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、
前記テーブルを貫通孔の中心軸回りに回転させる回転機構と、
前記Ｘ線出射器からのＸ線を前記テーブル及び前記イメージングプレートを通過させるＸ線出射位置と、前記レーザ検出装置からのレーザ光を前記イメージングプレートに照射するレーザ光照射位置との間で、前記テーブルを移動させる移動機構と、
前記Ｘ線出射器、前記テーブル、前記イメージングプレート、前記レーザ検出装置、前記回転機構及び前記移動機構を収容したケースとを備え、
前記Ｘ線出射器から出射されたＸ線を前記ケースを通過させて測定対象物に照射し、前記Ｘ線の照射により測定対象物から出射された回折Ｘ線を前記ケースを通過させて前記イメージングプレートに導くＸ線回折測定装置であって、
前記ケースは、互いに直交する平板状の第１平面壁及び第２平面壁を有し、
前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸が前記第１平面壁及び第２平面壁にそれぞれ直交する面内に含まれ、かつ前記第１平面壁と前記第２平面壁の交差線の近傍位置に前記第２平面壁に対して第１の所定角度だけ傾いた方向からＸ線が出射されるように、前記Ｘ線出射器を前記ケース内に配置し、
互いに直交する一対の平面部を有する測定対象物に対して、前記第１平面壁を前記一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、前記第２平面壁を前記一対の平面部の他方の平面部に当接させたとき、前記一方又は他方の平面部における前記一対の平面部の交差線の近傍位置に、前記一対の平面部の交差線に直交する方向から前記Ｘ線出射器からのＸ線が出射されるようにようにしたＸ線回折測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線回折測定装置において、
前記ケースは、さらに、前記第１平面壁に直交するとともに前記第２平面壁に対して前記ケースの内側方向に第２の所定角度で傾斜した平板状の傾斜壁を有し、
前記第１平面壁を前記測定対象物の一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに前記傾斜壁を前記一対の平面部の他方の平面部に当接させたとき、前記一方又は他方の平面部における前記一対の平面部の交差線の近傍位置に、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み前記第１平面壁に直交する平面が、前記一対の平面部の交差線に直交する面に対して前記第２の所定角度で交差する状態で、前記Ｘ線出射器からのＸ線が出射されるようにしたＸ線回折測定装置。
【請求項３】
前記第２の所定角度は２０度から５０度の範囲内にある請求項２に記載したＸ線回折測定装置。
【請求項４】
前記第１の所定角度は３５度から５５度の範囲内にある請求項１乃至３のうちのいずれか１つに記載したＸ線回折測定装置。
【請求項５】
前記移動機構によるテーブルの移動方向は、前記第１平面壁と前記第２平面壁の交差線の方向である請求項１乃至４のうちのいずれか１つに記載したＸ線回折測定装置。
【請求項６】
前記ケースに、搬送用の取っ手を設けた請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載したＸ線回折測定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか１つに記載したＸ線回折測定装置において、さらに
前記イメージングプレートに形成された回折環を消去する回折環消去手段を備えたＸ線回折測定装置。
【請求項８】
請求項１に記載のＸ線回折測定装置に加えて、
前記回転機構を制御して前記テーブルを回転させるとともに、前記移動機構を制御して前記テーブルを移動させながら、前記レーザ検出装置を制御して前記イメージングプレートの受光面にレーザ光を照射位置を検出しながら照射するとともに前記レーザ検出装置からの受光信号を入力して、前記検出した照射位置と前記入力した受光信号を処理して前記イメージングプレートに形成された回折環を読取る回折環読取手段と、
互いに直交する一対の平面部を有する測定対象物に対して、前記第１平面壁を前記一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、前記第２平面壁を前記一対の平面部の他方の平面部に当接させて、前記Ｘ線出射器からのＸ線の照射により前記イメージングプレートに形成させた回折環を表すデータであって、前記回折環読取手段によって読取ったデータを用いて、前記一方又は他方の平面部における前記一対の平面部の交差線の近傍位置の残留応力であって、前記一対の平面部の交差線に直交し、前記第１平面壁に平行な方向の残留応力を計算する残留応力計算手段とを備えたＸ線回折測定システム。
【請求項９】
請求項２に記載のＸ線回折測定装置に加えて、
前記回転機構を制御して前記テーブルを回転させるとともに、前記移動機構を制御して前記テーブルを移動させながら、前記レーザ検出装置を制御して前記イメージングプレートの受光面にレーザ光を照射位置を検出しながら照射するとともに前記レーザ検出装置からの受光信号を入力して、前記検出した照射位置と前記入力した受光信号を処理して前記イメージングプレートに形成された回折環を読取る回折環読取手段と、
互いに直交する一対の平面部を有する測定対象物に対して、前記第１平面壁を前記一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、前記第２平面壁を前記一対の平面部の他方の平面部に当接させて、前記Ｘ線出射器からのＸ線の照射により前記イメージングプレートに形成させた回折環を表すデータであって、前記回折環読取手段によって読取ったデータと、前記第１平面壁を前記一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、前記傾斜壁を前記一対の平面部の他方の平面部に当接させて、前記Ｘ線出射器からのＸ線の照射により前記イメージングプレートに形成させた回折環を表すデータであって、前記回折環読取手段によって読取ったデータとを用いて、前記一方又は他方の平面部における前記一対の平面部の交差線の近傍位置の残留応力であって、前記一対の平面部の交差線に直交し、前記第１平面壁に平行な方向の残留応力及び前記交差線の方向の残留応力を計算する残留応力計算手段とを備えたＸ線回折測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定対象物にＸ線を照射して、測定対象物で回折したＸ線によりイメージングプレートの表面に回折環を形成し、形成した回折環を読取るＸ線回折測定装置と、Ｘ線回折測定装置を含みＸ線回折測定装置で読取った回折環を用いて測定対象物の残留応力を測定するＸ線回折測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、測定対象物の残留応力をＸ線回折により測定することはよく行われている。この残留応力の測定の分野においては、装置の小型化を図るとともに、Ｘ線の照射時間を短くすることが可能なＸ線回折測定装置が、例えば下記特許文献１に示されている。このＸ線回折測定装置においては、測定装置を測定対象物であるレール上の所望の位置に配置し、レールの延設方向を含みレールの上面に垂直な面内にて所定の入射角（３０〜４５度）でＸ線をレールの上面に照射し、レールの上面にて回折したＸ線（以下、このような測定対象物にて回折したＸ線を回折Ｘ線という）を感光性を有するイメージングプレートで受光して、イメージングプレート上に環状のＸ線回折像（以下、この環状のＸ線回折像を単に回折環という）を形成するようにしている。そして、イメージングプレートを前記測定装置から取り外して回折環読取り装置に装着し、イメージングプレート上に形成された回折環の形状を、ｃｏｓα法を用いて分析してレール上面部のレール軸線方向の残留応力を計算するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４１３０８号公報
【発明の概要】
【０００４】
残留応力の測定技術分野では、断面形状が９０度の角度を有する測定対象物すなわち断面がＬ字形状の測定対象物における角部近傍位置の残留応力を測定することも要求される。特に、２枚の鉄製の金属板を９０度の角度をもって交差させるとともに、その交差部分を溶接で接合して断面がＬ字形状の鉄製部品又は鉄製部材を生成した場合、溶接部近傍位置すなわち測定対象物の角部近傍位置の残留応力を測定することが要求される。しかしながら、前記のような要求に対しては、次のような問題がある。
【０００５】
まず、測定対象物が移動可能であれば、Ｘ線をいずれの方向からも照射することは可能であるが、測定対象物が移動不能である場合には、上記従来技術に示した回折環を形成して残留応力を測定するような小型のＸ線回折測定装置を用いる必要がある。しかしながら、上記従来技術に示したＸ線回折測定装置は、レールの軸線方向の残留応力を測定するもので、角部近傍位置の残留応力の測定には不向きである。すなわち、上記従来のＸ線回折測定装置においては、測定対象物の角部近傍位置に測定対象物の各面に対して所定の角度でＸ線を正確に照射できるようになっておらず、角部近傍位置の残留応力を測定するための回折環を精度よくイメージングプレートに形成することができない。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、その目的は、容易に測定対象物の角部近傍位置に測定対象物の各面に対して所定の角度でＸ線を照射でき、測定対象物の角部近傍位置の残留応力を精度よく測定できるとともに、移動不能な測定対象物の角部近傍位置の残留応力を測定するために搬送可能な小型のＸ線回折測定装置を提供することにある。また、イメージングプレートにＸ線による回折環を形成できるとともに、回折環の形成されたイメージングプレートを取外すことなく、回折環の形状を同一装置内で測定できるようにしたＸ線回折測定装置を提供することにもある。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、後述する実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の各構成要件は、この実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器（２０）と、中央にＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブル（３０）と、テーブルに取付けられて、中央部にてＸ線を通過させるとともに、測定対象物にて回折したＸ線の回折光を受光する受光面を有し、回折光の像である回折環を記録す
るイメージングプレート（３１）と、レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、レーザ光をイメージングプレートの受光面に照射するとともに、レーザ光の照射によってイメージングプレートから出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置（５０）と、テーブルを貫通孔の中心軸回りに回転させる回転機構（４７）と、Ｘ線出射器からのＸ線をテーブル及びイメージングプレートを通過させるＸ線出射位置と、レーザ検出装置からのレーザ光をイメージングプレートに照射するレーザ光照射位置との間で、テーブルを移動させる移動機構（４１〜４３）と、Ｘ線出射器、テーブル、イメージングプレート、レーザ検出装置、回転機構及び移動機構を収容したケース（１０）とを備え、Ｘ線出射器から出射されたＸ線をケースを通過させて測定対象物に照射し、Ｘ線の照射により測定対象物から出射された回折Ｘ線をケースを通過させてイメージングプレートに導くＸ線回折測定装置であって、ケースは、互いに直交する平板状の第１平面壁（１４）及び第２平面壁（１１）を有し、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸が第１平面壁及び第２平面壁にそれぞれ直交する面内に含まれ、かつ第１平面壁と第２平面壁の交差線の近傍位置に第２平面壁に対して第１の所定角度だけ傾いた方向からＸ線が出射されるように、Ｘ線出射器をケース内に配置し、互いに直交する一対の平面部（ｈｐ，ｖｐ）を有する測定対象物（ＯＢ）に対して、第１平面壁を一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、第２平面壁を前記一対の平面部の他方の平面部に当接させたとき、前記一方又は他方の平面部における一対の平面部の交差線の近傍位置に、一対の平面部の交差線に直交する方向からＸ線出射器からのＸ線が出射されるようにしたことにある。この場合、第１の所定角度は、３５度から５５度の範囲内にあるとよい。
【０００８】
上記のように構成した本発明によれば、互いに直交する一対の平面部を有する測定対象物すなわちＬ字形状の測定対象物が大きくて簡単に移動できない場合でも、上記のように構成したＸ線回折測定装置を搬送し、第１平面壁を一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、第２平面壁を一対の平面部の他方の平面部に当接させれば、前記一方又は他方の平面部における一対の平面部の交差線の近傍位置に、Ｘ線出射器からのＸ線が精度よく照射される。また、このＸ線の出射方向は、第２平面壁に当接させた平面部に対して第１の所定角度だけ傾いた方向であって一対の平面部の交差線に直交する方向となる。したがって、Ｌ字形状の測定対象物の角部近傍位置に、測定対象物の各面に対して所定の角度でＸ線を照射できる。これにより、本発明によれば、このＸ線の照射によってイメージングプレートに形成される回折環の形状を、レーザ検出装置から出力される受光信号を用いて読取れば、この読取った回折環の形状から、断面Ｌ字形状の測定対象物の角部近傍位置の残留応力であって、測定対象物の交差線と直交し、第１平面壁に平行な方向の残留応力を精度よく測定できるようになる。
【０００９】
また、本発明の他の特徴は、ケースは、さらに、第１平面壁に直交するとともに第２平面壁に対してケースの内側方向に第２の所定角度で傾斜した平板状の傾斜壁（１７）を有し、第１平面壁を測定対象物の一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、傾斜壁を一対の平面部の他方の平面部に当接させたとき、前記一方又は他方の平面部における一対の平面部の交差線の近傍位置に、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み第１平面壁に直交する平面が、一対の平面部の交差線に直交する面に対して第２の所定角度で交差する状態で、Ｘ線出射器からのＸ線が出射されるようにしたことにある。この場合、前記第２の所定角度は、２０度から５０度の範囲内にあるとよい。
【００１０】
前記のように構成した本発明の他の特徴によれば、第１平面壁を測定対象物の一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、傾斜壁を一対の平面部の他方の平面部に当接させれば、Ｌ字形状の測定対象物の一方又は他方の平面部における一対の平面部の交差線の近傍位置に、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸を含み第１平面壁に直交する平面が、一対の平面部の交差線に直交する面に対して第２の所定角度で交差する状態で、Ｘ線出射器からのＸ線が精度よく出射されることになる。したがって、この場合には、一対の平面部の交差線に直交し、第１平面壁に平行な方向の残留応力だけではなく、前記交差線の方向の残留応力成分を含む残留応力が測定され、測定された残留応力を用いて計算することにより、前記交差線の方向の残留応力も精度よく測定できるようになる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、移動機構によるテーブルの移動方向は、第１平面壁と第２平面壁の交差線の方向であるとよい。これによれば、Ｘ線出射器、テーブル、イメージングプレート、レーザ検出装置、回転機構及び移動機構を収容したケースを長尺状に形成でき、ケースを単純な形状とすることができるとともに、ケース内に収容された各部品をコンパクトに配置できるため、ケースを小型にすることができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、ケースに、搬送用の取っ手（１９）を設けたことにある。これによれば、Ｘ線回折測定装置を簡単に搬送及び移動できるようになる。
【００１３】
また、本発明の他の特徴は、さらに、イメージングプレートに形成された回折環を消去する回折環消去手段（６３）を備えたことにある。これによれば、イメージングプレート上に形成されている回折環を簡単に消去して、新たな回折環をイメージングプレート上に形成することができ、Ｘ線の照射によるイメージングプレート上への回折環の形成を簡単に繰り返し行うことができる。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、ケースが互いに直交する平板状の第１平面壁及び第２平面壁を有するようにした前記Ｘ線回折測定装置に加えて、回転機構を制御してテーブルを回転させるとともに、移動機構を制御してテーブルを移動させながら、レーザ検出装置を制御してイメージングプレートの受光面にレーザ光を照射位置を検出しながら照射するとともにレーザ検出装置からの受光信号を入力して、前記検出した照射位置と前記入力した受光信号を処理してイメージングプレートに形成された回折環を読取る回折環読取手段（９１，Ｓ２００〜Ｓ２４８，Ｓ３００〜Ｓ３２０）と、互いに直交する一対の平面部を有する測定対象物に対して、第１平面壁を一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、第２平面壁を一対の平面部の他方の平面部に当接させて、Ｘ線出射器からのＸ線の照射によりイメージングプレートに形成させた回折環を表すデータであって、回折環読取手段によって読取ったデータを用いて、一方又は他方の平面部における一対の平面部の交差線の近傍位置の残留応力であって、一対の平面部の交差線に直交し、第１平面壁に平行な方向の残留応力を計算する残留応力計算手段（９１，Ｓ５０２）とを備えたことにある。これによれば、Ｌ字形状を有する測定対象物における角部近傍位置における角部の延設方向に直交し、第１平面壁に平行な方向の残留応力が精度よく得られる。
【００１５】
さらに、本発明の他の特徴は、ケースが、互いに直交する平板状の第１平面壁及び第２平面壁を有するとともに、第１平面壁に直交するとともに第２平面壁に対してケースの内側方向に第２の所定角度で傾斜した平板状の傾斜壁を有する前記Ｘ線回折測定装置に加えて、回転機構を制御してテーブルを回転させるとともに、移動機構を制御してテーブルを移動させながら、レーザ検出装置を制御してイメージングプレートの受光面にレーザ光を照射位置を検出しながら照射するとともにレーザ検出装置からの受光信号を入力して、前記検出した照射位置と前記入力した受光信号を処理してイメージングプレートに形成された回折環を読取る回折環読取手段（９１，Ｓ２００〜Ｓ２４８，Ｓ３００〜Ｓ３２０）と、互いに直交する一対の平面部を有する測定対象物に対して、第１平面壁を一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、第２平面壁を一対の平面部の他方の平面部に当接させて、Ｘ線出射器からのＸ線の照射によりイメージングプレートに形成させた回折環を表すデータであって、回折環読取手段によって読取ったデータと、第１平面壁を一対の平面部の一方の平面部に当接させるとともに、傾斜壁を一対の平面部の他方の平面部に当接させて、Ｘ線出射器からのＸ線の照射によりイメージングプレートに形成させた回折環を表すデータであって、回折環読取手段によって読取ったデータとを用いて、前記一方又は他方の平面部における一対の平面部の交差線の近傍位置の残留応力であって、一対の平面部の交差線に直交し、第１平面壁に平行な方向の残留応力及び前記交差線の方向の残留応力を計算する残留応力計算手段（９１，Ｓ５００〜Ｓ５１０）とを備えたことにある。これによれば、Ｌ字形状を有する測定対象物における角部近傍位置における角部の延設方向及び前記延設方向に直交する方向の残留応力が精度よく得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置の正面図であり、（Ｂ）は前記Ｘ線回折測定装置の上面図であり、（Ｃ）は前記Ｘ線回折測定装置の右側面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って見たＸ線回折測定装置の断面図である。
【図３】図１の３−３線に沿って見たＸ線回折測定装置の断面図である。
【図４】図３の４−４線に沿って見たＸ線回折測定装置の断面図である。
【図５】Ｘ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムを示す全体概略ブロック図である。
【図６】図５のコントローラによって実行される回折環撮像プログラムを示すフローチャートである。
【図７Ａ】図５のコントローラによって実行される回折環読取りプログラムの前半部分を示すフローチャートである。
【図７Ｂ】前記回折環読取りプログラムの後半部分を示すフローチャートである。
【図８】図５のコントローラによって実行される回折環形状検出プログラムを示すフローチャートである。
【図９】図５のコントローラによって実行される回折環消去プログラムを示すフローチャートである。
【図１０】図５のコントローラによって実行される応力計算プログラムを示すフローチャートである。
【図１１】（Ａ）は第１の回折環測定工程において測定対象物上にＸ線回折測定装置を配置した上面図であり、（Ｂ）は第２の回折環測定工程において測定対象物上にＸ線回折測定装置を配置した上面図である。
【図１２】イメージングプレートの移動限界位置からの移動距離と、イメージングプレートにおけるレーザ光の照射位置の半径方向距離（半径）との関係を説明するための図である。
【図１３】読取りポイントの軌跡を説明する説明図である。
【図１４】信号強度のピークを説明するための受光曲線の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置について図１を用いて説明する。図１において、（Ａ）は本発明の一実施形態に係るＸ線回折測定装置の正面図であり、（Ｂ）は前記Ｘ線回折測定装置の上面図であり、（Ｃ）は前記Ｘ線回折測定装置の右側面図である。
【００１８】
このＸ線回折測定装置は、ケース１０を有する。ケース１０は、平板状の正面壁１１、裏面壁１２、上面壁１３、底面壁１４、左側面壁１５及び右側面壁１６からなり、金属又は樹脂により直方体状に形成されている。すなわち、正面壁１１と裏面壁１２は平行であり、正面壁１１及び裏面壁１２は、上面壁１３、底面壁１４、左側面壁１５及び右側面壁１６と直交している。上面壁１３と底面壁１４も平行であり、上面壁１３と底面壁１４は、正面壁１１、裏面壁１２、左側面壁１５及び右側面壁１６と直交している。左側面壁１５と右側面壁１６も平行であり、左側面壁１５と右側面壁１６は、正面壁１１、裏面壁１２、上面壁１３及び底面壁１４と直交している。
【００１９】
正面壁１１の右側端部と右側面壁１６の正面側端部とには、正面壁１１と右側面壁１６とに挟まれた角部分を比較的大きく切欠くように形成した傾斜壁１７が設けられている。傾斜壁１７は、正面壁１１の右側端部にて右側への延設方向から裏面壁１２側方向すなわわちケース１０の内側方向に３０度傾斜させた平板状の部材である。すなわち、傾斜壁１７は、正面壁１１と１５０度の角度で交差し、右側面壁１６と１２０度の角度で交差している。なお、この傾斜壁１７は、上面壁１３及び底面壁１４とは９０度の角度で交差している。
【００２０】
正面壁１１及び傾斜壁１７の下側端部と底面壁１４の正面側端部とには、正面壁１１と底面壁１４とに挟まれた角部分を小さく切欠いた切欠き部１８が設けられている。この切欠き部１８も、平板状の部材であり、正面壁１１及び底面壁１４と１３５度の角度でそれぞれ交差している。この切欠き部１８には、傾斜壁１７の近傍位置にて、ケース１０の内部と外部とを貫通させた長円状の貫通孔１８ａが設けられている。また、上面壁１３の中央部分には、人間がＸ線回折測定装置を搬送可能とするための取っ手１９が取り付けられている。
【００２１】
次に、ケース１０内に収容されたＸ線回折測定装置の内部構成について、図２乃至図４を用いて説明する。図２は図１の２−２線に沿って見たＸ線回折測定装置の断面図であり、図３は図１の３−３線に沿って見たＸ線回折測定装置の断面図である。図４は、図３の４−４線に沿って見たＸ線回折測定装置の断面図である。
【００２２】
Ｘ線回折測定装置は、Ｘ線を出射するＸ線出射器２０と、回折Ｘ線による回折環が形成されるイメージングプレート３１を取り付けるためのテーブル３０と、テーブル３０を回転及び移動させるテーブル駆動機構４０と、イメージングプレート３１に形成された回折環を測定するためのレーザ検出装置５０とをケース１０内に収容している。
【００２３】
Ｘ線出射器２０は、長尺状に形成され、ケース１０内の裏面壁１２と上面壁１３とが交差する角部近傍位置にて左右方向に延設されてケース１０に図示しない固定部材によって固定されており、後述する高電圧電源９５からの高電圧の供給を受けてＸ線を出射する。このＸ線は、正面壁１１と傾斜壁１７とが交差する左右方向位置よりも若干だけ左側に位置する右側面壁１６に平行な面内において、裏面壁１２と上面壁１３の交差点近傍位置と、正面壁１１と底面壁１４の交差点位置よりも僅かに後方位置とを結ぶ直線上の上方側位置から下方に向けて、正面壁１１及び底面壁１４に対して４５度の角度をなす方向に出射される。このＸ線の光軸上には、前述した切欠き部１８に形成した貫通孔１８ａが設けられており、このＸ線は貫通孔１８ａを介してケース１０の内部から外部に出射される。すなわち、ケース１０の底面壁１４を測定対象物ＯＢの上面に当接させてケース１０を測定対象物ＯＢ上に載置した場合、Ｘ線出射器２０から出射されたＸ線の光軸の測定対象物ＯＢへの入射角（Ｘ線の光軸と測定対象物ＯＢの法線とがなす角度）は、４５度となる。また、Ｘ線出射器２０は、図示しない冷却装置を備えている。
【００２４】
なお、測定対象物ＯＢにＸ線を照射して回折環を形成する場合、図３に示すように、断面Ｌ字形状を有する測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに正面壁１１を当接させ、水平面ｈｐに底面壁１４を当接させるようにケース１０を位置させた際、Ｘ線は垂直面ｖｐと水平面ｈｐとに直交する面内にて、垂直面ｖｐに近接する水平面ｈｐ上の位置に照射される必要があるので、Ｘ線照射器２０から出射されるＸ線の光軸は右側面壁１６に平行な面内（すなわち正面壁１１及び底面壁１４に直交する面内）にあり、かつＸ線は正面壁１１と底面壁１４との交差線よりも若干だけ裏面壁１２側の位置に照射されるように、Ｘ線の出射方向を正確に設定しておく必要がある。
【００２５】
テーブル駆動機構４０は、図示しない固定部材によってケース１０内に固定され、Ｘ線出射器２０の下方にて、移動ステージ４１を備えている。移動ステージ４１は、フィードモータ４２及びスクリューロッド４３により、正面壁１１、裏面壁１２、上面壁１３及び底面壁１４に対して平行な方向すなわち左側面壁１５及び右側面壁１６と直交する方向に移動可能となっている。フィードモータ４２は、テーブル駆動機構４０内に固定されていてケース１０に対して移動不能となっている。スクリューロッド４３は、Ｘ線出射器２０から出射されたＸ線の光軸に垂直な方向に延設されていて、その一端部がフィードモータ４２の出力軸に連結されている。スクリューロッド４３の他端部は、テーブル駆動機構４０内に設けた軸受部４４に回転可能に支持されている。また、移動ステージ４１は、それぞれテーブル駆動機構４０内にて固定された、対向する１対の板状のガイド４５，４５により挟まれていて、スクリューロッド４３の軸線方向に沿って移動可能となっている。すなわち、フィードモータ４２を正転又は逆転駆動すると、フィードモータ４２の回転運動が移動ステージ４１の直線運動に変換される。フィードモータ４２内には、エンコーダ４２ａが組み込まれている。エンコーダ４２ａは、フィードモータ４２が所定の微小回転角度だけ回転するたびに、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を出力する。
【００２６】
一対のガイド４５，４５の上端は、板状の上壁４６によって連結されている。上壁４６には、貫通孔４６ａが設けられていて、貫通孔４６ａには、Ｘ線出射器２０の出射口２１の先端部が挿入されている。なお、Ｘ線出射器２０の出射口２１の先端が移動ステージ４１に当接しないように、Ｘ線出射器２０及び移動ステージ４１の位置が設定されている。
【００２７】
また、移動ステージ４１には、スピンドルモータ４７が組み付けられている。スピンドルモータ４７内には、エンコーダ４２ａと同様のエンコーダ４７ａが組み込まれている。すなわち、エンコーダ４７ａは、スピンドルモータ４７が所定の微小回転角度だけ回転するたびに、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を出力する。さらに、エンコーダ４７ａは、スピンドルモータ４７が１回転するごとに、所定の短い期間だけローレベルからハイレベルに切り替わるインデックス信号を出力する。
【００２８】
テーブル３０は、円形状に形成され、スピンドルモータ４７の出力軸の先端部に固定されている。テーブル３０の中心軸と、スピンドルモータ４７の出力軸の中心軸とは一致している。テーブル３０は、下面中央部から下方へ突出した突出部３２を有していて、突出部３２の外周面には、ねじ山が形成されている。突出部３２の中心軸は、スピンドルモータ４７の出力軸の中心軸と一致している。テーブル３０の下面には、イメージングプレート３１が取付けられている。イメージングプレート３１は、表面に蛍光体が塗布された円形のプラスチックフィルムである。イメージングプレート３１の中心部には、貫通孔３１ａが設けられていて、この貫通孔３１ａに突出部３２を通し、突出部３２にナット状の固定具３３をねじ込むことにより、イメージングプレート３１が、固定具３３とテーブル３０の間に挟まれて固定される。固定具３３は、円筒状の部材で、内周面に、突出部３２のねじ山に対応するねじ山が形成されている。
【００２９】
イメージングプレート３１は、フィードモータ４２によって駆動されて、移動ステージ４１、スピンドルモータ４７及びテーブル３０と共に原点位置から回折環を撮像する回折環撮像位置へ移動する。また、イメージングプレート３１は、スピンドルモータ４７によって駆動されて回転しながら、フィードモータ４２によって駆動されて、移動ステージ４１、スピンドルモータ４７及びテーブル３０と共に撮像した回折環を読み取る回折環読取り領域内、及び回折環を消去する回折環消去領域内を移動する。なお、この場合のイメージングプレート３１の移動においては、イメージングプレート３１の中心軸が、Ｘ線出射器２０から出射されたＸ線の光軸を含む、正面壁１１、裏面壁１２、上面壁１３及び底面壁１４と直交する平面すなわち左側面壁１５及び右側面壁１６に対して平行な平面内に保たれた状態で、前記Ｘ線の光軸と直交する方向に移動する。
【００３０】
また、移動ステージ４１、スピンドルモータ４７の出力軸、テーブル３０、イメージングプレート３１及び固定具３３には、Ｘ線出射器２０から出射されたＸ線を通過させる貫通孔がそれぞれ設けられている。これらの貫通孔の中心軸と、テーブル３０の回転軸は一致している。すなわち、これらの貫通孔の中心軸と、Ｘ線出射器２０から出射されるＸ線の光軸とが一致するとき、Ｘ線が測定対象物ＯＢに照射されるようになっている。このように、Ｘ線を測定対象物ＯＢに照射するときのイメージングプレート３１の位置が、回折環撮像位置である。
【００３１】
フィードモータ４２の下方には、測定対象物ＯＢとイメージングプレート３１間の距離を検出するための受光センサ３５（例えば、Ｘ線ＣＣＤ）が図示しない固定部材によって組み付けられている。受光センサ３５は、測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を受光する複数の受光素子からなり、測定対象物ＯＢ及びイメージングプレート３１からフィードモータ４２側に充分離れている。これにより、イメージングプレート３１が回折環撮像位置にあるとき、受光センサ３５は、測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を直接受光できる。受光センサ３５の受光面におけるＸ線の受光位置は、測定対象物ＯＢの高さに対応している。言い換えれば、イメージングプレート３１と測定対象物ＯＢとの距離に対応している。受光センサ３５は、それぞれの受光素子が受光した受光信号を出力する。
【００３２】
レーザ検出装置５０は、回折環を撮像したイメージングプレート３１にレーザ光を照射して、イメージングプレート３１から入射した光の強度を検出する。レーザ検出装置５０は、切欠き部１８に設けた貫通孔１８ａ及び回折環撮像位置にあるイメージングプレート３１からフィードモータ４２側に充分離れている。すなわち、イメージングプレート３１が回折環撮像位置にあるとき、測定対象物ＯＢにて回折したＸ線がレーザ検出装置５０によって遮られないようになっている。
【００３３】
次に、このレーザ検出装置５０について説明する。レーザ検出装置５０は、図５に破線で示すように、レーザ光源５１、コリメートレンズ５２、反射鏡５３、偏光ビームスプリッタ５４、１／４波長板５５及び対物レンズ５６を内蔵している。レーザ光源５１は、イメージングプレート３１に照射するレーザ光を出射する。コリメートレンズ５２は、レーザ光源５１から出射されたレーザ光を平行光に変換する。反射鏡５３は、コリメートレンズ５２にて平行光に変換されたレーザ光を、偏光ビームスプリッタ５４に向けて反射する。偏光ビームスプリッタ５４は、反射鏡５３から入射したレーザ光の大半（例えば、９５％）をそのまま透過させて１／４波長板５５に導く。１／４波長板５５は、偏光ビームスプリッタ５４から入射したレーザ光を直線偏光から円偏光に変換する。対物レンズ５６は、１／４波長板５５から入射したレーザ光をイメージングプレート３１の表面に集光させる。この対物レンズ５６から出射されるレーザ光の光軸は、Ｘ線出射器２０から出射されたＸ線の光軸を含む正面壁１１、裏面壁１２、上面壁１３及び底面壁１４と直交する平面内すなわち左側面壁１５及び右側面壁１６に平行な平面内であって、前記Ｘ線の光軸に平行な方向、すなわち移動ステージ４１の移動方向に対して垂直な方向である。
【００３４】
対物レンズ５６には、フォーカスアクチュエータ５７が組み付けられている。フォーカスアクチュエータ５７は、対物レンズ５６をレーザ光の光軸方向に移動させるアクチュエータである。なお、対物レンズ５６は、フォーカスアクチュエータ５７が通電されていないときに、その可動範囲の中心に位置する。
【００３５】
対物レンズ５６によって集光されたレーザ光を、イメージングプレート３１の表面であって、回折環が撮像されている部分に照射すると、輝尽発光（Ｐｈｏｔｏ−Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｌｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）現象が生じる。すなわち、回折環を撮像した後、イメージングプレート３１にレーザ光を照射すると、イメージングプレート３１の蛍光体が回折Ｘ線の強度に応じた光であって、レーザ光の波長よりも波長が短い光を発する。イメージングプレート３１に照射されて反射したレーザ光の反射光及び蛍光体から発せられた光は、対物レンズ５６及び１／４波長板５５を通過して、偏光ビームスプリッタ５４にて反射する。偏光ビームスプリッタ５４の反射方向には、集光レンズ５８、シリンドリカルレンズ５９及びフォトディテクタ６０が設けられている。集光レンズ５８は、偏光ビームスプリッタ５４から入射した光を、シリンドリカルレンズ５９に集光する。シリンドリカルレンズ５９は、透過した光に非点収差を生じさせる。フォトディテクタ６０は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成されており、時計回りに配置された受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入射した光の強度に比例した大きさの検出信号を受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）として出力する。
【００３６】
また、レーザ検出装置５０は、集光レンズ６１及びフォトディテクタ６２を備えている。集光レンズ６１は、レーザ光源５１から出射されたレーザ光の一部であって、偏光ビームスプリッタ５４を透過せずに反射したレーザ光をフォトディテクタ６２の受光面に集光する。フォトディテクタ６２は、受光面に集光された光の強度に応じた受光信号を出力する受光素子である。従って、フォトディテクタ６２は、レーザ光源５１が出射したレーザ光の強度に対応した受光信号を出力する。
【００３７】
また、対物レンズ５６に隣接して、ＬＥＤ６３が設けられている。ＬＥＤ６３は、可視光を発して、イメージングプレート３１に撮像された回折環を消去する。
【００３８】
また、ケース１０内には、Ｘ線出射器２０、テーブル駆動機構４０及びレーザ検出装置５０に接続されてそれらを作動制御したり、検出信号を入力したりするための電気制御装置７０も内蔵されている。この電気制御装置７０について図５を用いて説明する。図５において２点鎖線で囲んだ電気制御装置７０は、図２及び図４にて２点鎖線で示すようにケース１０内に納められている。ただし、図２及び図４においては、電気制御装置７０とＸ線出射器２０、テーブル駆動機構４０及びレーザ検出装置５０との接続線は省略されている。また、図５においては、ケース１０は省略されている。
【００３９】
電気制御装置７０は、以下に説明する回路を含む。Ｘ線制御回路７１は、後述するコンピュータ装置９０を構成するコントローラ９１によって制御され、Ｘ線出射器２０から一定の強度のＸ線が出射されるように、Ｘ線出射器２０に供給する駆動電流及び駆動電圧を制御する。また、Ｘ線制御回路７１は、Ｘ線出射器２０に内蔵された冷却装置に供給する駆動信号も制御する。これにより、Ｘ線出射器２０の温度が一定に保たれる。なお、Ｘ線出射器２０には高電圧電源９５から高電圧が供給されるようになっているが、この高電圧電源９５は電気制御装置７０に含まれるものではない。
【００４０】
フィードモータ４２内のエンコーダ４２ａには位置検出回路７２及びフィードモータ制御回路７３が接続され、フィードモータ４２にはフィードモータ制御回路７３が接続されている。これらの位置検出回路７２及びフィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１からの指令により作動開始する。測定開始直後において、フィードモータ制御回路７３は、フィードモータ４２を駆動して移動ステージ４１をフィードモータ４２側へ移動させる。位置検出回路７２は、エンコーダ４２ａから出力されるパルス信号が入力されなくなると、移動ステージ４１が移動限界位置に達したことを表す信号をフィードモータ制御回路７３に出力し、カウント値を「０」に設定する。フィードモータ制御回路７３は、位置検出回路７２から移動限界位置に達したことを表す信号を入力すると、フィードモータ４２への駆動信号の出力を停止する。上記の移動限界位置を移動ステージ４１の原点位置とする。したがって、位置検出回路７２は、移動ステージ４１が図５の左方向に移動して移動限界位置に達したときに「０」を表す位置信号を出力し、移動ステージ４１が移動限界位置から右方向へ移動するとき、移動限界位置からの移動距離ｘを表す信号を位置信号として出力する。
【００４１】
フィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１から移動ステージ４１の移動先の位置を表す設定値を入力すると、その設定値に応じてフィードモータ４２を正転又は逆転駆動する。位置検出回路７２は、エンコーダ４２ａが出力するパルス信号のパルス数をカウントする。そして、位置検出回路７２は、カウントしたパルス数を用いて移動ステージ４１の現在の位置（移動限界位置からの移動距離ｘ）を計算し、コントローラ９１及びフィードモータ制御回路７３に出力する。フィードモータ制御回路７３は、位置検出回路７２から入力した移動ステージ４１の現在の位置が、コントローラ９１から入力した移動先の位置と一致するまでフィードモータ４２を駆動する。
【００４２】
また、フィードモータ制御回路７３は、移動ステージ４１の移動速度を表す設定値をコントローラ９１から入力する。そして、エンコーダ４２ａから入力したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を用いて、移動ステージ４１の移動速度を計算し、前記計算した移動ステージ４１の移動速度がコントローラ９１から入力した移動速度になるようにフィードモータ４２を駆動する。
【００４３】
スピンドルモータ４７内のエンコーダ４７ａにはスピンドルモータ制御回路７４及び回転角度検出回路７５が接続され、スピンドルモータ４７にはスピンドルモータ制御回路７４が接続されている。これらのスピンドルモータ制御回路７４及び回転角度検出回路７５は、コントローラ９１からの指令により作動開始する。スピンドルモータ制御回路７４は、コントローラ９１から、スピンドルモータ４７の回転速度を表す設定値を入力する。そして、エンコーダ４７ａから入力したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を用いてスピンドルモータ４７の回転速度を計算し、計算した回転速度がコントローラ９１から入力した回転速度になるように、駆動信号をスピンドルモータ４７に供給する。回転角度検出回路７５は、エンコーダ４７ａから出力されたパルス列信号のパルス数をカウントし、そのカウント値を用いてスピンドルモータ４７の回転角度すなわちイメージングプレート３１の回転角度θｐを計算して、コントローラ９１に出力する。そして、回転角度検出回路７５は、エンコーダ４７ａから出力されたインデックス信号を入力すると、カウント値を「０」に設定する。すなわち、インデックス信号を入力した位置が回転角度０度の基準位置である。
【００４４】
受光センサ３５には、センサ信号取出回路７６が接続されている。センサ信号取出回路７６は、コントローラ９１からの指令により作動開始し、受光センサ３５から入力した受光信号を用いて、受光センサ３５の受光面における受光信号のピーク位置を検出して、ピーク位置に対応した受光位置を表す受光位置信号をコントローラ９１に出力する。
【００４５】
レーザ光源５１及びフォトディテクタ６２には、レーザ駆動回路７７が接続されている。レーザ駆動回路７７は、コントローラ９１によって制御され、フォトディテクタ６２から出力された受光信号を入力して、受光信号の強度が所定の強度になるようにレーザ光源５１に出力する駆動信号を制御する。これにより、イメージングプレート３１に照射されるレーザ光の強度が一定に維持される。
【００４６】
ＬＥＤ６３には、ＬＥＤ駆動回路８４が接続されている。ＬＥＤ駆動回路８４は、コントローラ９１によって制御され、ＬＥＤ６３に、所定の強度の可視光を発生させるための駆動信号を供給する。
【００４７】
フォトディテクタ６０には、増幅回路７８が接続されている。増幅回路７８は、フォトディテクタ６０から出力された受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）をそれぞれ同じ増幅率で増幅して受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を生成し、フォーカスエラー信号生成回路７９及びＳＵＭ信号生成回路８０へ出力する。本実施形態においては、非点収差法によるフォーカスサーボ制御を用いる。フォーカスエラー信号生成回路７９は、増幅された受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を用いて、演算によりフォーカスエラー信号を生成する。すなわち、フォーカスエラー信号生成回路７９は、（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の演算を行い、この演算結果をフォーカスエラー信号としてフォーカスサーボ回路８１へ出力する。フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）は、レーザ光の焦点位置のイメージングプレート３１の表面からのずれ量を表している。
【００４８】
フォーカスサーボ回路８１は、コントローラ９１により制御され、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路８２に出力する。ドライブ回路８２は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ５７を駆動して、対物レンズ５６をレーザ光の光軸方向に変位させる。この場合、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が常に一定値（例えば、ゼロ）となるようにフォーカスサーボ信号を生成することにより、イメージングプレート３１の表面にレーザ光を集光させ続けることができる。
【００４９】
ＳＵＭ信号生成回路８０は、受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を合算してＳＵＭ信号（ａ’＋ｂ’＋ｃ’＋ｄ’）を生成し、Ａ／Ｄ変換回路８３に出力する。ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート３１にて反射したレーザ光の強度と輝尽発光により発生した光の強度を合わせた強度に相当するが、イメージングプレート３１にて反射したレーザ光の強度はほぼ一定であるので、ＳＵＭ信号の強度は、輝尽発光により発生した光の強度に相当する。すなわち、ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート３１に入射した回折Ｘ線の強度に相当する。Ａ／Ｄ変換回路８３は、コントローラ９１によって制御され、ＳＵＭ信号生成回路８０からＳＵＭ信号を入力し、入力したＳＵＭ信号の瞬時値をディジタルデータに変換してコントローラ９１に出力する。
【００５０】
コンピュータ装置９０は、コントローラ９１、入力装置９２及び表示装置９３からなる。コントローラ９１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、大容量記憶装置などを備えたマイクロコンピュータを主要部とした電子制御装置であり、大容量記憶装置に記憶された図６乃至図１０の各種プログラムを実行する。入力装置９２は、コントローラ９１に接続されて、測定者により、各種パラメータ、作業指示などの入力のために利用される。表示装置９３は、測定者に対して各種の設定状況、作動状況、測定結果などを視覚的に知らせる。高電圧電源９５は、Ｘ線出射器２０にＸ線出射のための高電圧を供給する。なお、本実施形態においては、ケース１０及びケース１０内に組み込まれた各種装置をＸ線回折測定装置と呼び、このＸ線回折測定装置にコンピュータ装置９０及び高電圧電源９５を加えたものをＸ線回折測定システムと呼ぶ。
【００５１】
次に、このＸ線回折測定システムにより、測定対象物ＯＢの残留応力を測定する手順について説明する。測定対象物ＯＢは、図３に２点鎖線及び図１１に実線で示すように、断面が９０度の角度を有するＬ字形状に形成されたものである。そして、この測定対象物ＯＢにおいては、９０度の角度をなす水平面ｈｐ及び垂直面ｖｐを有する。この種の測定対象物ＯＢは、２枚の鉄製の金属板を９０度の角度をもって交差させるとともに、その交差部分を溶接で接合した断面Ｌ字形状の鉄製部品又は鉄製部材である。ただし、本発明は、溶接で２枚の金属板を接合した場合に限らず、金型、曲げ加工などにより、断面が９０度の角度を有する断面Ｌ字形状に形成された鉄製部品又は鉄製部材にも適用される。また、ここで、測定されるべき残留応力は、水平面ｈｐの角部近傍における残留応力であって、垂直面ｖｐに直交する方向、すなわち角部の延設方向と直交し、水平面ｈｐと平行な方向（以下、Ｘ方向という）の残留応力と、垂直面ｖｐと水平面ｈｐに平行な方向、すなわち角部の延設方向に平行な方向（以下、Ｙ方向という）の残留応力とである。以下、この平面応力状態におけるＸ方向の残留応力をσｘとし、Ｙ方向の残留応力をσｙとする。また、この平面応力状態のせん断の残留応力をτxyとする。
【００５２】
Ｘ方向の残留応力σｘと、Ｙ方向の残留応力σｙを測定するために、第１及び第２の回折環測定工程により、第１及び第２の回折環をそれぞれ測定する必要がある。第１の回折環測定工程においては、図１１（Ａ）に示すように、底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させてケース１０を水平面ｈｐ上に載置するとともに、正面壁１１を垂直面ｖｐに当接させる。これにより、この場合には、Ｘ線は、図示１点鎖線矢印で示すように、水平面ｈｐと垂直面ｖｐとに直交する平面内にて、水平面ｈｐに対して４５度の角度すなわち入射角４５度でＸ方向から水平面ｈｐに照射される。また、第２の回折環測定工程においては、図１１（Ｂ）に示すように、底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させてケース１０を水平面ｈｐ上に載置するとともに、傾斜壁１７を垂直面ｖｐに当接させる。これにより、この場合には、Ｘ線は、図示１点鎖線矢印で示すように、水平面ｈｐに垂直かつ垂直面ｖｐに対して６０度をなす平面内にて、水平面ｈｐに対して４５度の角度、すなわち水平面ｈｐにおいてＸ方向と３０度の角度をなす方向に平行かつ水平面ｈｐに垂直な面内にて水平面ｈｐに対して４５度の角度の方向から水平面ｈｐに照射される。
【００５３】
第１及び第２の回折環測定工程においては、イメージングプレート３１に回折環を形成するための回折環撮像工程、イメージングプレート３１に形成された回折環を読取る回折環読取り工程、読取った回折環の形状を検出する回折環形状検出工程、及びイメージングプレート３１に形成された回折環を消去する回折環消去工程がそれぞれ実行される。そして、応力計算工程において、第１及び第２の回折環測定工程によって検出された２つの回折環の形状を用いて、Ｘ方向及びＹ方向の残留応力σｘ，σｙが計算される。
【００５４】
以下に、回折環撮像工程、回折環読取り工程、回折環形状検出工程及び回折環消去工程をそれぞれ含む第１及び第２の回折環測定工程、並びに応力計算工程について詳しく説明する。
【００５５】
まず、第１の回折環測定工程について説明すると、測定者は、取っ手１９を持って回折環測定装置を搬送して、図１１（Ａ）に示すように、底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させてケース１０を水平面ｈｐ上に載置するとともに、正面壁１１を垂直面ｖｐに当接させる。そして、高電圧電源９５をＸ線出射器２０に接続するとともに、コンピュータ装置９０を電気制御装置７０に接続する。そして、測定者が、入力装置９２を用いて、測定対象物ＯＢの材質（例えば、鉄）を入力し、残留応力の測定開始を指示する。これにより、コントローラ９１は、図６に示す回折環撮像プログラムの実行を開始する。
【００５６】
この回折環撮像プログラムは図６のステップＳ１００にて開始され、コントローラ９１は、ステップＳ１０２にて、スピンドルモータ制御回路７４を制御して、イメージングプレート３１を低速回転させ、エンコーダ４７ａからインデックス信号を入力した時点で、イメージングプレート３１の回転を停止させる。これにより、測定開始時において、イメージングプレート３１の回転角度が０度に設定される。次に、コントローラ９１は、ステップＳ１０４にて位置検出回路７２の作動を開始させ、ステップＳ１０６にて、フィードモータ制御回路７３を制御し、フィードモータ４２の作動を開始させるとともに、位置検出回路７２との協働によりフィードモータ４２の作動を停止させて、イメージングプレート３１を回折環撮像位置まで移動させる。
【００５７】
次に、コントローラ９１は、ステップＳ１０８にて、センサ信号取出回路７６の作動を開始させる。次に、コントローラ９１は、ステップＳ１１０にて、Ｘ線制御回路７１を制御してＸ線出射器２０にＸ線の出射を開始させる。これにより、Ｘ線が測定対象物ＯＢに照射され、測定対象物ＯＢの表面にて反射したＸ線が受光センサ３５に受光される。次に、コントローラ９１は、ステップＳ１１２にて、センサ信号取出回路７６から受光位置信号を入力し、前記入力した受光位置信号を用いてイメージングプレート３１と測定対象物ＯＢとの距離Ｌを算出する。なお、この算出した距離Ｌは、後述する処理によって利用されるので、メモリに記憶しておく。そして、コントローラ９１は、ステップＳ１１４にて、前記算出した距離Ｌが所定の基準範囲内にあるか否か判定する。距離Ｌが基準範囲内になければ、「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ１１６にて、Ｘ線制御回路７１を制御して測定対象物ＯＢへのＸ線の照射を停止させる。
【００５８】
そして、コントローラ９１は、ステップＳ１１８にて、表示装置９３に、Ｘ線回折測定装置のセットが不適切である旨を表示する。そして、ステップＳ１２８にて、回折環撮像プログラムの実行を終了する。この場合、測定者は、Ｘ線回折測定装置を再度セットし直した後、入力装置９２を用いて、再度、測定開始を指示する。上記のステップＳ１１０〜Ｓ１１６までの所要時間は僅かなので、イメージングプレート３１には回折環が撮像されない。また、受光センサ３５が測定対象物ＯＢにて反射したＸ線を受光しない場合も、ステップＳ１１８にて、Ｘ線回折測定装置のセットが不適切である旨が表示される。この場合も、測定者は、Ｘ線回折測定装置をセットし直す。そして、前記測定開始の指示により、前述したステップＳ１０２〜Ｓ１１４の処理が再度実行され、距離Ｌが所定の基準範囲内になるまで前記処理が繰り返される。ただし、このようにステップＳ１０２〜Ｓ１１４の処理が繰り返し実行される場合には、ステップＳ１０２〜Ｓ１０８の処理は、実質的には不要である。
【００５９】
一方、ステップＳ１１４の判定処理時に、距離Ｌが所定の基準範囲内である場合には、コントローラ９１は、ステップＳ１１４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１２０に処理を進め、センサ信号取出回路７６の作動を停止させる。そして、コントローラ９１は、ステップＳ１２２にて時間計測を開始し、ステップＳ１２４にてイメージングプレート３１にＸ線による回折環を形成するための所定の設定時間が経過したか否かを判定する。時間計測開始から所定の設定時間を経過していなければ、ステップＳ１２４にて「Ｎｏ」と判定して判定処理を実行し続ける。すなわち、コントローラ９１は、時間計測開始から所定の設定時間を経過するまで待機する。そして、時間計測開始から所定の設定時間が経過すると、コントローラ９１は、ステップＳ１２４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ１２６にてＸ線制御回路７１を制御してＸ線出射器２０によるＸ線の照射を停止させ、ステップＳ１２８にて回折環撮像プログラムの実行を終了する。
【００６０】
これにより、この状態では、測定対象物ＯＢからの回折Ｘ線による回折環がイメージングプレート３１に撮像されている。この場合、水平面ｈｐと垂直面ｖｐに直交する平面内にて入射角４５度でＸ方向から水平面ｈｐに照射されたＸ線により、イメージングプレート３１に回折環が形成される。
【００６１】
前記回折環撮像プログラムの実行後、コントローラ９１は、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムの実行を開始する。この場合、コントローラ９１は、この回折環読取りプログラムの実行に並行して、図８の回折環形状検出プログラムの実行をも開始する。回折環読取りプログラムの実行は図７ＡのステップＳ２００にて開始され、コントローラ９１は、ステップＳ２０２にて回折環基準半径Ｒ０を計算する。回折環基準半径Ｒ０は、測定対象物ＯＢの残留応力が「０」である場合の回折環の半径である。回折環基準半径Ｒ０は、測定対象物ＯＢの材質及びイメージングプレート３１から測定対象物ＯＢまでの距離Ｌに依存する。すなわち、残留応力が「０」であるので、回折角θｘは材質（本実施形態では、鉄である）によって決定される。距離Ｌと回折環基準半径Ｒ０とは比例関係にあるので、予め材質ごとに、回折角θｘを記憶しておけば、回折環基準半径Ｒ０を、Ｒ０＝Ｌ・ｔａｎ（θｘ）の演算によって算出できる。この計算された回折環基準半径Ｒ０はメモリに記憶される。
【００６２】
前記ステップＳ２０２の処理後、コントローラ９１は、ステップＳ２０４にて、フィードモータ制御回路７３に、イメージングプレート３１を回折環読取り領域内の読取り開始位置へ移動させることを指示する。フィードモータ制御回路７３は、位置検出回路７２と協働してフィードモータ４２を駆動制御して、イメージングプレート３１を読取り開始位置へ移動させる。このイメージングプレート３１が読取り開始位置にある状態では、対物レンズ５６の中心すなわちレーザ光の照射位置が前記計算した回折環基準半径Ｒ０よりも所定距離αだけ小さい位置に位置する。なお、所定距離αは、撮像した回折環の半径が回折環基準半径Ｒ０からずれる可能性のある距離よりもやや大きい距離である。これにより、後述の処理により、回折環の測定が回折環の充分に内側から開始されて、回折環が確実に検出される。
【００６３】
ここで、移動ステージ４１の移動限界位置から図５の右方向への移動距離ｘを表す位置検出回路７２からの位置信号と、イメージングプレート３１の中心からレーザ光の照射位置（対物レンズ５６の中心位置）までの距離（すなわちレーザ光の照射位置の半径ｒ）との関係について説明しておく。移動ステージ４１すなわちイメージングプレート３１が移動限界位置にある状態においては、図１２(Ａ)に示すように、イメージングプレート３１の中心から対物レンズ５６の中心位置までの距離をＲｘとする。なお、この場合、対物レンズ５６は前記イメージングプレート３１の中心位置から図５にて左方向にあり、また前記距離Ｒｘは予め測定されてコントローラ９１に記憶されている。一方、図１２(Ｂ)に示すように、イメージングプレート３１を移動限界位置から図５の右方向へ距離ｘだけ移動させると、レーザ光の照射位置の半径ｒは、ｒ＝ｘ＋Ｒｘで表される。この場合、距離ｘは、前述のように位置検出回路７２から出力される位置信号によって示されるので、今後の処理において、レーザ光の照射位置の半径ｒは、位置検出回路７２から出力される位置信号によって表された距離ｘに予め記憶されている値Ｒｘを加算することになる。
【００６４】
そして、前記のように、イメージングプレート３１を読取り開始位置へ移動させる場合には、図１２(Ｃ)に示すように、レーザ光の照射位置は、回折環基準半径Ｒ０よりも所定距離αだけ内側に位置するので、この場合の半径ｒは距離Ｒ０−αに等しくなるはずである。したがって、イメージングプレート３１を駆動限界位置から図５の右方向へ移動させる距離ｘは、ｘ＝Ｒ０−α−Ｒｘに等しくなる。すなわち、前記ステップＳ２０４における読取り開始位置への移動処理においては、位置検出回路７２から出力される位置信号により表される距離ｘ（＝Ｒ０−α−Ｒｘ）だけ、テーブル３０を図５の右方向へ移動させればよい。
【００６５】
次に、コントローラ９１は、ステップＳ２０６にて、スピンドルモータ制御回路７４に対して、所定の一定回転速度でイメージングプレート３１を回転させることを指示する。スピンドルモータ制御回路７４は、エンコーダ４７ａからのパルス信号を用いて回転速度を計算しながら、前記指示された一定回転速度でイメージングプレート３１が回転するようにスピンドルモータ４７の回転を制御する。したがって、イメージングプレート３１は前記所定の一定回転速度で回転し始める。次に、コントローラ９１は、ステップＳ２０８にて、レーザ駆動回路７７を制御してレーザ光源５１によるレーザ光のイメージングプレート３１に対する照射を開始させる。
【００６６】
次に、コントローラ９１は、ステップＳ２１０にて、フォーカスサーボ回路８１に対して、フォーカスサーボ制御の開始を指示する。これにより、フォーカスサーボ回路８１は、増幅回路７８及びフォーカスエラー信号生成回路７９からのフォーカスエラー信号を用いて、ドライブ回路８２を介してフォーカスアクチュエータ５７を駆動制御することにより、フォーカスサーボ制御を開始する。その結果、対物レンズ５６が、レーザ光の焦点がイメージングプレート３１の表面に合うように光軸方向に駆動制御される。ステップＳ２１０の処理後、コントローラ９１は、ステップＳ２１２にて、回転角度検出回路７５及びＡ／Ｄ変換回路８３の作動を開始させる。これにより、回転角度検出回路７５は、スピンドルモータ４７（イメージングプレート３１）の基準位置からの回転角度θｐをコントローラ９１に出力し始め、Ａ／Ｄ変換回路８３は、ＳＵＭ信号の瞬時値のディジタルデータをコントローラ９１に出力し始める。
【００６７】
次に、コントローラ９１は、ステップＳ２１４にて、フィードモータ制御回路７３に対して、イメージングプレート３１の移動開始及び移動速度を指示する。フィードモータ制御回路７３は、フィードモータ４２を駆動制御して、イメージングプレート３１を読取り開始位置から軸受部４４側（図５の右方向）へ一定速度で移動させる。これにより、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート３１において、回折環基準半径Ｒ０から所定距離αだけ内側から外側方向に一定速度で相対移動し始める。なお、この状態では、レーザ光の照射位置は、前記ステップＳ２０６，Ｓ２１４の処理により、相対的にイメージングプレート３１上を螺旋状に回転している。
【００６８】
前記ステップＳ２１４の処理後、コントローラ９１は、ステップＳ２１６にて、周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍの値をそれぞれ「１」に初期設定する。周方向番号ｎは、イメージングプレート３１における１回転をＮ個（所定の大きな値）で等分した周方向位置をそれぞれ表す「１」から最大値Ｎまで変化する整数である。半径方向番号ｍは、イメージングプレート３１の内側から外側に向かう径方向位置をそれぞれ表し、イメージングプレート３１が１回転するごとに「１」から「１」ずつ増加する値である。そして、これらの周方向番号ｎ及び半径方向番号ｍにより、図１３に示すように、イメージングプレート３１上を螺旋状に移動する読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)が示される。
【００６９】
次に、コントローラ９１は、ステップＳ２１８にて、回転角度検出回路７５がエンコーダ４７ａからのインデックス信号を入力したか否かを判定する。回転角度検出回路７５がインデックス信号を入力していなければ、コントローラ９１はステップＳ２１８にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２１８の判定処理を繰り返し実行し続ける。回転角度検出回路７５がインデックス信号を入力すると、コントローラ９１は、ステップＳ２１８にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２２０にて、回転角度検出回路７５からイメージングプレート３１の現在の回転角度θｐを取り込む。
【００７０】
そして、コントローラ９１は、ステップＳ２２２にて、現在の回転角度θｐと変数ｎによって指定される回転角度(ｎ−１)・θo（この場合、ｎ＝１であるので「０」）との差の絶対値｜θｐ−(ｎ−１)・θo｜が所定の許容値未満であるか否か判定する。この場合、θoは、３６０度を周方向番号ｎの最大値Ｎで除した予め記憶されている所定値である。前記絶対値｜θｐ−(ｎ−１)・θo｜が所定の許容値未満でなければ、コントローラ９１は、ステップＳ２２２にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ２２０，Ｓ２２２の処理を繰り返し実行する。すなわち、コントローラ９１は、現在の回転角度θｐが所定の回転角度(ｎ−１)・θoにほぼ一致するまで待機する。そして、現在の回転角度θｐが所定の回転角度(ｎ−１)・θoにほぼ一致すると、コントローラ９１は、ステップＳ２２２にて「Ｙｅｓ」すなわち前記絶対値｜θｐ−(ｎ−１)・θo｜が所定の許容値未満であると判定して、ステップＳ２２４に進む。
【００７１】
ステップＳ２２４においては、コントローラ９１は、Ａ／Ｄ変換回路８３からＳＵＭ信号を取り込んで、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)としてメモリにそれぞれ記憶する。また、このステップＳ２２４においては、位置検出回路７２からの位置信号を取り込んで、位置信号によって表される距離ｘに所定距離Ｒｘを加算して半径ｒを計算して、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径ｒ(ｎ，ｍ)として前記信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)に対応させてメモリに記憶する。これにより、イメージングプレート３１の読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)からの輝尽発光の強度すなわち読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対するＸ線回折光の強度を表す信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の半径を表す半径ｒ(ｎ，ｍ)と共にメモリに記憶される。
【００７２】
次に、コントローラ９１は、ステップＳ２２６にて、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値以上であるか否か判定する。信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値以上であれば、コントローラ９１は、ステップＳ２２６にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２３０に進む。一方、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が、所定の基準値より小さければ、コントローラ９１は、ステップＳ２２６にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２２８にて、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径ｒ(ｎ，ｍ)を消去した後、ステップＳ２３０に進む。この信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径ｒ(ｎ，ｍ)の消去は、所定の基準値より小さな信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)は回折Ｘ線強度の回折環半径方向のピーク位置の検出に不要であるからである。
【００７３】
ステップＳ２３０においては、コントローラ９１は、周方向番号ｎに「１」を加算する。そして、コントローラ９１は、ステップＳ２３２にて、変数ｎが１周当たりの読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)の数を表す値Ｎより大きいか、すなわちイメージングプレート３１が１回転したか否かを判定する。この場合、ｎ＝２であり、周方向番号ｎは値Ｎ以下であるので、コントローラ９１は、ステップＳ２３２にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ２２０に戻る。
【００７４】
そして、前述したステップＳ２２０〜Ｓ２３２の処理を、周方向番号ｎが値Ｎよりも大きくなるまで繰り返す。このステップＳ２２０〜Ｓ２３２の繰り返し処理により、回転角度０，θo，２・θo・・・(Ｎ−１) ・θoにそれぞれ対応した所定角度θoごとの信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに記憶される。ただし、この場合も、ステップＳ２２６，Ｓ２２８の処理により、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【００７５】
このようなステップＳ２２０〜Ｓ２３２の循環処理により、周方向番号ｎが値Ｎよりも大きくなると、コントローラ９１は、ステップＳ２３２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ２３４にて、後述の回折環形状検出プログラムによる終了指令の有無を判定する。未だ終了指令がないときは、コントローラ９１は、ステップＳ２３４にて「Ｎｏ」と判定し、ステップＳ２３６にて半径方向番号ｍに「１」を加算し（この場合、ｍ＝２になる）、ステップＳ２２８にて周方向番号ｎを「１」に戻す。そして、コントローラ９１は、前述したステップＳ２１８〜Ｓ２３２の処理を実行して、次の半径方向位置の回転角度０，θo，２・θo・・・(Ｎ−１) ・θoに対応した読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に関する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径ｒ(ｎ，ｍ)をメモリに記憶する。
【００７６】
そして、終了指令の指示があるまで、このようなステップＳ２１８〜Ｓ２３８の処理により、「１」ずつ順次大きくなる半径方向番号ｍ（＝１，２，３・・）と、各半径方向番号ｍごとに回転角度０，θo，２・θo・・・(Ｎ−１) ・θoにそれぞれ対応した周方向番号ｎ（＝１〜Ｎ）とにより指定される読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)に対応する信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径ｒ(ｎ，ｍ)がメモリに順次記憶される。なお、この場合も、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が所定の基準値より小さければ、メモリに記憶された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)及び半径ｒ(ｎ，ｍ)は消去される。
【００７７】
そして、前記回折環形状検出プログラムによる終了指令の指示があると、コントローラ９１は、ステップＳ２３４にて「Ｙｅｓ」と判定し、図７ＢのステップＳ２４０に進む。ここで、この回折環読取りプログラムと並行して実行されている回折環形状検出プログラムについて説明する。
【００７８】
回折環形状検出プログラムの実行は図８のステップＳ３００にて開始され、コントローラ９１は、ステップＳ３０２にて周方向番号ｎを「１」に初期設定する。なお、この周方向番号ｎは、回折環読取りプログラムの場合と同様に所定角度θoごとの周方向位置を示すものであるが、回折環読取りプログラムで用いられる周方向番号ｎとは独立したものである。
【００７９】
前記ステップＳ３０２の処理後、コントローラ９１は、ステップＳ３０４にて、詳しくは後述するピーク半径ｒｐ(ｎ)が存在するか、すなわちピーク半径ｒｐ(ｎ)が検出済みであるかを判定する。この場合、ピーク半径ｒｐ(ｎ)においては、検出されたピーク半径の回転角度が周方向番号ｎによって表される。ピーク半径ｒｐ(ｎ)が検出済みであれば、コントローラ９１は、ステップＳ３０４にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３０６にて周方向番号ｎに「１」を加算し、ステップＳ３０８にて周方向番号ｎが所定数より大きいか否かを判定する。この場合の所定数も、１周の測定位置数を表す値Ｎである。周方向番号ｎが所定数以下であれば、コントローラ９１は、ステップＳ３０８にて「Ｎｏ」と判定してステップＳ３０４に戻る。
【００８０】
一方、ピーク半径ｒｐ(ｎ)が未検出であれば、コントローラ９１は、ステップＳ３０４にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ３１０にて前記図７ＡのステップＳ２２４の処理によって記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上であるか否か判定する。信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上でなければ、コントローラ９１は、ステップＳ３１０にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップＳ３０６，Ｓ３０８の処理を実行してステップＳ３０４又はステップＳ３０２に戻る。このステップＳ３１０の判定処理は、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が少ない場合には後述するピーク検出処理を実行しても無駄であるからである。なお、前記図７のステップＳ２２８の処理によって消去された信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)は、記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)としてカウントされない。
【００８１】
一方、前記記憶した信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)の数が所定数以上であるときは、コントローラ９１は、ステップＳ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３１２にて、ピークの有無を判定する。すなわち、周方向番号ｎによって指定される周方向位置の全ての半径ｒ(ｎ，ｍ)及び信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を用いて、ＳＵＭ信号の値のピークの有無を判定する。具体的には、図１４に示すように、周方向番号ｎによって指定される周方向位置の全ての半径ｒ(ｎ，ｍ)を横軸に取り、その半径ｒ(ｎ，ｍ)に対応させて信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)を縦軸に取った受光曲線において、信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)にピークが存在するか、すなわち信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が増加した後に減少したかを判定するとよい。そして、ピークが存在しなければ、コントローラ９１は、ステップＳ３１２にて「Ｎｏ」と判定して、前述したステップＳ３０６，Ｓ３０８の処理を実行してステップＳ３０４又はステップＳ３０２に戻る。
【００８２】
このように、ステップＳ３０２〜Ｓ３１２を繰り返し実行している間に、並行して実行されている回折環読取りプログラムの処理により、さらに半径ｒ(ｎ，ｍ)及び信号強度Ｓ(ｎ，ｍ)が取り込まれてメモリに次々に記憶されていく。このため、ステップＳ３１２にてピークが検出されるようになり、検出されると、コントローラ９１は、ステップＳ３１２にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ３１４にて、ピークの半径ｒ(ｎ，ｍ)をピーク半径ｒｐ(ｎ)としてメモリに記憶する。次に、コントローラ９１は、ステップＳ３１６にて、取得したピーク半径ｒｐ(ｎ)の数が所定数以上であるか否かを判定する。この場合の所定数も、１周の測定位置数を表す値Ｎである。そして、取得したピーク半径ｒｐ(ｎ)の数が所定数より小さければ、コントローラ９１は、ステップＳ３１６にて「Ｎｏ」と判定し、前述したステップＳ３０６，Ｓ３０８の処理を実行してステップＳ３０４又はステップＳ３０２に戻る。
【００８３】
このようにステップＳ３０２〜Ｓ３１６の処理を繰り返すことで、取得したピーク半径ｒｐ(ｎ)の数が増えていき所定数に達すると、すなわち周方向の全ての読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)にてピーク半径ｒｐ(ｎ)が取得されると、コントローラ９１は、ステップＳ３１６にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップＳ３１８にて回折環形状検出の終了を示す終了指令を出力する。そして、コントローラ９１は、ステップＳ３２０にて回折環形状検出プログラムの実行を終了する。このような周方向の全ての読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)におけるピーク半径ｒｐ(ｎ)の検出により、回折環の形状が検出されたことになる。この第１の回折環測定工程におけるピーク半径ｒｐ(ｎ)（ｎ＝１〜Ｎ）が、後述する応力計算工程で利用される回折環の形状を表す第１測定値である。
【００８４】
ここで、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラムの説明にふたたび戻る。前述のように終了指令が出力されると、コントローラ９１は、図７ＡのステップＳ２３４にて「Ｙｅｓ」と判定し、図７ＢのステップＳ２４０にて、フォーカスサーボ回路８１に対してフォーカスサーボ制御の停止を指示することにより、フォーカスサーボ制御を停止させる。次に、コントローラ９１は、ステップＳ２４２にて、レーザ駆動回路７７を制御して、レーザ光源５１によるレーザ光の照射を停止させる。さらに、コントローラ９１は、ステップＳ２４４にて、Ａ／Ｄ変換回路８３及び回転角度検出回路７５の作動を停止させ、ステップＳ２４６にて、フィードモータ制御回路７３を制御してフィードモータ４２の作動を停止させることにより、イメージングプレート３１を停止させて、ステップＳ２４８にて回折環形状検出プログラムの実行を終了する。なお、この状態では、位置検出回路７２の作動及びイメージングプレート３１の回転は、以前と同様のまま継続されている。
【００８５】
次に、コントローラ９１は、図９の回折環消去プログラムを実行する。回折環消去プログラムの実行は、ステップＳ４００にて開始され、コントローラ９１は、ステップＳ４０２にて、フィードモータ制御回路７３に、イメージングプレート３１を回折環消去領域内の消去開始位置へ移動させることを指示する。フィードモータ制御回路７３は、位置検出回路７２と協働してフィードモータ４２を駆動制御して、イメージングプレート３１を消去開始位置へ移動させる。このイメージングプレート３１が消去開始位置にある状態では、ＬＥＤ６３から出力される可視光の中心が前記計算した回折環基準半径Ｒ０よりも所定距離γだけ小さい位置に位置する。具体的には、この位置は、イメージングプレート３１が駆動限界位置にある状態において、イメージングプレート３１の中心からＬＥＤの可視光の中心までの距離をＲｙ’とすると、位置検出回路７２から出力される位置がＲ０−γ−Ｒｙ’になる位置である。なお、所定距離γは、前記所定距離αよりも若干大きく、前記撮像された回折環の半径よりは余裕をもってずれた位置である。これにより、後述の処理により、前記撮像された回折環が確実に消去される。
【００８６】
次に、コントローラ９１は、ステップＳ４０４にて、ＬＥＤ駆動回路８４を制御してＬＥＤ６３による可視光のイメージングプレート３１に対する照射を開始させる。次に、コントローラ９１は、ステップＳ４０６にて、フィードモータ制御回路７３に対して、イメージングプレート３１の移動開始及び移動速度を指示する。フィードモータ制御回路７３は、フィードモータ４２を駆動制御して、イメージングプレート３１を消去開始位置から軸受部４４側（図５の右方向）に一定速度で移動させる。これにより、ＬＥＤ６３による可視光が、イメージングプレート３１において、回転しながら、回折環基準半径Ｒ０から所定距離γ（γ＞α）だけ内側から外側方向に一定速度で移動し始める。
【００８７】
前記ステップＳ４０６の処理後、コントローラ９１は、ステップＳ４０８にて位置検出回路７２からイメージングプレート３１の位置を表す位置信号を入力し、ステップＳ４１０にて、イメージングプレート３１の現在の位置が消去終了位置を超えているか否かを判定する。この終了位置は、回折環基準半径Ｒ０よりも所定距離γだけ大きな位置である。具体的には、位置検出回路７２から出力される位置がＲ０＋γ−Ｒｙ’になる位置である。そして、イメージングプレート３１の現在の位置が消去終了位置を超えるまで、コントローラ９１は、ステップＳ４１０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップＳ４０８，Ｓ４１０の処理を繰り返し実行する。これにより、回転するイメージングプレート３１に対し、前記回折環基準半径Ｒ０から所定距離γだけ内側から所定距離γだけ外側まで、ＬＥＤ６３による可視光が照射されるので、前記回折Ｘ線によって形成された回折環は内側から徐々に消去されていく。
【００８８】
そして、イメージングプレート３１の現在の位置が消去終了位置を超えると、コントローラ９１は、ステップＳ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップＳ４１２にてフィードモータ制御回路７３にイメージングプレート３１の移動停止を指示し、ステップＳ４１４にてＬＥＤ駆動回路８４にＬＥＤ６３による可視光の照射停止を指示する。これにより、フィードモータ制御回路７３は、フィードモータ４２の作動を停止させることによりイメージングプレート３１の移動を停止させる。ＬＥＤ駆動回路８４は、ＬＥＤ６３による可視光の照射を停止させる。この状態では、前記撮像された回折環は完全に消去されている。
【００８９】
前記ステップＳ４１４の処理後、コントローラ９１は、ステップＳ４１６にて位置検出回路７２の作動を停止させ、ステップＳ４１８にてスピンドルモータ制御回路７４に対してイメージングプレート３１の回転停止を指示する。この指示に応答して、スピンドルモータ制御回路７４は、スピンドルモータ４７の作動を停止させて、イメージングプレート３１の回転を停止させる。前記イメージングプレート３１の回転停止後、コントローラ９１は、ステップＳ４２０にて回折環消去プログラムの実行を終了する。この回折環消去プログラムの実行終了をもって、第１の回折環測定工程が終了する。
【００９０】
次に、第２の回折環測定工程について説明すると、測定者は、取っ手１９を持って回折環測定装置を移動させて、図１１（Ｂ）に示すように、底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させてケース１０を水平面ｈｐ上に載置した状態で、傾斜壁１７を垂直面ｖｐに当接させる。そして、測定者は、入力装置９２を用いて、残留応力の測定開始を指示する。これにより、コントローラ９１は、上述した図６に示す回折環撮像プログラムの実行を開始する。その後、コントローラ９１は、上述した図７Ａ及び図７Ｂに示す回折環読取りプログラム及び図８に示す回折環形状検出プログラムを並行して実行するとともに、上述した図９に示す回折環消去プログラムを実行する。
【００９１】
この場合も、回折環撮像プログラムの実行により、測定対象物ＯＢからの回折Ｘ線による回折環がイメージングプレート３１に撮像されるが、この場合には、水平面ｈｐと直交し、垂直面ｖｐに対して６０度をなす平面内にて、水平面ｈｐに対して４５度の角度、すなわち水平面ｈｐにおいてＸ方向と３０度の角度をなす方向に平行かつ水平面ｈｐに垂直な面内にて水平面ｈｐに対して４５度の角度の方向から水平面ｈｐに照射されたＸ線により、イメージングプレート３１に回折環が形成される。そして、回折環読取りプログラム及び回折環形状検出プログラムの実行により、前記イメージングプレート３１に形成された回折環の形状が検出される。すなわち、周方向の全ての読取りポイントＰ(ｎ，ｍ)におけるピーク半径ｒｐ(ｎ)が取得される。この第２の回折環測定工程におけるピーク半径ｒｐ(ｎ)（ｎ＝１〜Ｎ）が、後述する応力計算工程で利用される回折環の形状を表す第２測定値である。その後、回折環消去プログラムの実行により、前記イメージングプレート３１に撮像された回折環が、ＬＥＤ６３からの可視光の照射により、完全に消去される。そして、この回折環消去プログラムの実行終了をもって、第２の回折環測定工程が終了する。
【００９２】
次に、応力計算工程について説明する。測定者は、入力装置９２を用いて応力計算プログラムの実行をコントローラ９１に指示する。応力計算プログラムは図１０に示されており、コントローラ９１は、この応力計算プログラムの実行をステップＳ５００にて開始する。この応力計算プログラムの実行開始後、コントローラ９１は、ステップＳ５０２にて、上記第１の回折環測定工程で検出した第１測定値である回折環の形状を表すピーク半径ｒｐ(ｎ)（ｎ＝１〜Ｎ）を用いて、すなわちピーク半径ｒｐ(ｎ)（ｎ＝１〜Ｎ）及びそれに対応した回転角度(ｎ−１)θo（ｎ＝１〜Ｎ）を用いて、入射角４５度でＸ方向から測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに入射させたＸ線による上述したＸ方向の残留応力σｘをｃｏｓα法を用いて計算する。次に、コントローラ９１は、ステップＳ５０４にて、前記第１の測定値であるピーク半径ｒｐ(ｎ)（ｎ＝１〜Ｎ）及びそれに対応した回転角度(ｎ−１)θo（ｎ＝１〜Ｎ）を用いて、入射角４５度でＸ方向から測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに入射させたＸ線による上述したせん断の残留応力τxyをｃｏｓα法を用いて計算する。
【００９３】
さらに、コントローラ９１は、ステップＳ５０６にて、上記第２の回折環測定工程で検出した第２測定値である回折環の形状を表すピーク半径ｒｐ(ｎ)（ｎ＝１〜Ｎ）を用いて、すなわちピーク半径ｒｐ(ｎ)（ｎ＝１〜Ｎ）及びそれに対応した回転角度(ｎ−１)θo（ｎ＝１〜Ｎ）を用いて、水平面ｈｐにおいてＸ方向と角度θをなす方向に平行かつ水平面ｈｐに垂直な面内にて水平面ｈｐに対して４５度の角度で入射させたＸ線による、ＸＹ平面においてＸ方向とθの角度をなす方向の残留応力σθをｃｏｓα法を用いて計算する。なお、この実施形態では、θは傾斜壁１７の正面壁１１に対する角度であって、３０度である。また、ｃｏｓα法による残留応力σｘ，τxy，σθ（σ30）の計算に関しては、例えば特開２００５−２４１３０８号公報及び非特許文献である「残留応力のＸ線評価  −基礎と応用−」（２００６年７月２９日
(株)養賢堂発行）の第３１７頁及び第３１８頁に記載されている周知の技術事項であるので、詳しい説明を省略する。
【００９４】
前記ステップＳ５０６の処理後、コントローラ９１は、ステップＳ５０８にて、前記残留応力σｘ，τxy，σθ（σ30）を用いて、上述したＹ方向の残留応力σｙを計算する。
【００９５】
ここで、残留応力σｘ，τxy，σｙと、残留応力σθとの関係について説明しておく。前述のような平面応力状態をテンソルで表すと、下記数１のように表される。
【数１】
2014016220.tif 000003
【００９６】
前記数１で表されたテンソルをコーシーの定理で座標変換したＸ方向から角度θだけ傾いた方向の残留応力は、前記計算した残留応力σθに等しいので、下記数２が成立する。
【数２】
2014016220.tif 000004
【００９７】
そして、前記数２は下記数３のように変形され、残留応力σｙは残留応力σｘ，τxy，σｙ，σθを用いて下記数４のように表される。
【数３】
2014016220.tif 000005
【数４】
2014016220.tif 000006
【００９８】
ふたたび、図１０のステップＳ５０８の説明に戻ると、前記角度θは本実施形態では３０度であるので、前記ステップＳ５０８においては、前記数４において、角度θに３０度を代入するとともに、前記ステップＳ５０２〜Ｓ５０６で計算した残留応力σｘ，τｘｙ，σθ（σ30）を代入すれば、残留応力σｙが計算される。前記残留応力σｙの計算後、コントローラ９１は、ステップＳ５１０にて応力計算プログラムの実行を終了する。そして、この応力計算プログラムの実行終了をもって、応力計算工程が終了する。
【００９９】
このように、上記実施形態によれば、容易に断面Ｌ字形状を有する測定対象物ＯＢの角部近傍位置に所定の角度でＸ線を照射でき、測定対象物ＯＢの水平面ｈｐの角部近傍位置おけるＸ方向の残留応力σｘ、Ｙ方向の残留応力σｙ、及びせん断の残留応力τxyを測定できるので、Ｌ字形状を有する測定対象物ＯＢの角部近傍位置の検査を精度よく行うことができる。特に、交差部分を溶接で接合した断面がＬ字形状の鉄製部品又は鉄製部材の検査を精度よく行うことができる。
【０１００】
また、上記説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、互いに直交する水平面ｈｐ及び垂直面ｖｐを有する測定対象物ＯＢすなわち断面Ｌ字形状の測定対象物ＯＢが大きく容易に移動できない場合でも、取っ手１９を持ってＸ線回折測定装置を搬送し、底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させるとともに、正面壁１１を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させ、図６の回折環撮像プログラムを実行させれば、水平面ｈｐにおける角部近傍位置に、角部の延設方向に直交し、水平面ｈｐに対して所定の角度をなす方向から、Ｘ線出射器１０からのＸ線が精度よく照射されて、イメージングプレート３１には精度のよい回折環が形成される。また、底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させるとともに、傾斜壁１７を一対の測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させ、図６の回折環撮像プログラムを実行させれば、水平面ｈｐにおける角部近傍位置に、水平面ｈｐ及び垂直面ｖｐに直交する面に対して所定角度（本実勢形態では、３０度）をなす面内において水平面ｈｐに対して所定の角度をなす方向からＸ線出射器１０からのＸ線が精度よく出射されて、イメージングプレート３１には精度のよい回折環が形成される。すなわち、測定者は、簡単な操作で測定対象物ＯＢの角部近傍位置に測定対象物ＯＢの各面に対して所定の角度でＸ線を照射でき、イメージングプレート３１に高精度の回折環を形成できる。
【０１０１】
そして、図７Ａ及び図７Ｂの回折環読取りプログラム及び図８の回折環形状検出プログラムの実行により、前記のようにしてイメージングプレート３１に形成された回折環の形状を検出し、図１０の応力計算プログラムを実行させれば、Ｌ字形状の測定対象物ＯＢの角部近傍位置における測定対象物ＯＢの角部の延設方向と直交し、水平面ｈｐに平行な方向の高精度の残留応力σｘが計算されるとともに、前記角部近傍位置における測定対象物ＯＢの交差線方向の高精度の残留応力σｙが計算される。その結果、上記実施形態によれば、簡単な操作で所定の方向からＸ線を照射できるとともに、Ｌ字形状の測定対象物ＯＢの角部近傍の残留応力σｘ，σｙを精度よく測定できるようになる。
【０１０２】
また、上記実施形態によれば、テーブル３０を正面壁１１、裏面壁１２、上面壁１３及び底面壁１５と平行に移動させるようにしたので、Ｘ線出射器１０、テーブル３０、イメージングプレート３１、レーザ検出装置５０などを収容したケース１０を簡単な直方体形状にすることできるとともに、ケース１０内に収容された前記各部品をコンパクトに配置できるため、ケース１０を小型にすることができる。
【０１０３】
また、上記実施形態によれば、ケース１０に、搬送用の取っ手１９を設けたので、Ｘ線回折測定装置の搬送、移動などが容易になる。また、上記実施形態によれば、図９の回折環消去プログラムの実行により、イメージングプレート３１に形成された回折環をＬＥＤ６３から可視光で消去するようにしたので、イメージングプレート３１上に形成されている回折環を簡単に消去して、新たな回折環をイメージングプレート３１上に形成することができ、Ｘ線の照射によるイメージングプレート３１上への回折環の形成を簡単に繰り返し行うことができる。
【０１０４】
なお、上記説明においては、断面Ｌ字形状を有する測定対象物ＯＢの水平面ｈｐの角部近傍位置におけるＸ方向の残留応力σｘ、Ｙ方向の残留応力σｙ、及びせん断の残留応力τxyを測定するようにしたが、断面Ｌ字形状を有する測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐの角部近傍位置におけるＸ方向の残留応力σｘ、Ｙ方向の残留応力σｙ、及びせん断の残留応力τxyを測定することもできる。この場合、第１の測定工程においては、ケース１０の底面壁１４を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させ、かつ正面壁１１を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させ、また第２の測定工程においては、ケース１０の底面壁１４を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させるとともに、傾斜壁１７を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させればよい。これによれば、Ｘ線照射器２０からのＸ線は断面Ｌ字形状を有する測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐの角部近傍位置に所定の方向から照射されるので、上記説明の水平面ｈｐと同様に垂直面ｖｐの残留応力の測定が可能となる。
【０１０５】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【０１０６】
上記実施形態においては、正面壁１１、底面壁１４及び傾斜壁１７の全体を平板状に形成するようにした。しかし、底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させるとともに、正面壁１１及び傾斜壁１７を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させたり、底面壁１４を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させるとともに、正面壁１１及び傾斜壁１７を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させたりすることが可能であればよいので、正面壁１１、底面壁１４又は傾斜壁１７の一部に凹部を設けたり、穴を設けたりしてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態においては、平板状の正面壁１１、裏面壁１２、上面壁１３、底面壁１４、左側面壁１５、右側面壁１６及び傾斜壁１７からなるケース１０の形状を直方体形状にした。しかし、Ｘ線出射器１０による測定対象物ＯＢのＸ線の照射のためには、正面壁１１、傾斜壁１７及び底面壁１４が平面状であり、正面壁１１及び傾斜壁１７が底面壁１４に対してそれぞれ直交しており、かつ傾斜壁１７が正面壁１１に対してケース１０の内側方向に所定角度（本実施形態では、３０度）で傾斜していればよい。したがって、ケース１０の他の部分である裏面壁１２、上面壁１３、左側面壁１６及び右側面壁１７に関しては、平面状でなくてもよく、それに伴い、ケース１０も特に直方体形状でなくてもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態においては、正面壁１１と傾斜壁１７とがなす角度すなわち角度θを３０度にしたが、これは、上記数４のｓｉｎ２θ，ｓｉｎ2θ，ｃｏｓ2θの計算が簡単になり、上記数４の計算を簡単に行えるようにするためである。しかし、上記数４を用いれば、残留応力σｙの計算はいかなる角度でも可能であるので、前記正面壁１１と傾斜壁１７とがなす角度θは適宜設定できる。この場合、前記角度θが大きすぎると、傾斜壁１７にテーブル３０及びイメージングプレート３１が当たってしまう。また、前記角度θが小さすぎると、上記数４によって計算される残留応力σｙの精度が悪くなるので、前記角度θは２０〜５０度の範囲にあるとよい。
【０１０９】
また、上記実施形態においては、Ｘ線の照射方向をケース１０の底面壁１４に対して４５度に設定したが、回折Ｘ線が正面壁１１、底面壁１４及び傾斜壁１７によって遮られなければ、４５度とは異なる角度にしてもよい。測定対象物ＯＢが鉄製部品又は鉄製部材であれば、照射したＸ線に対する回折Ｘ線の角度は２４度程度であるので、回折Ｘ線が正面壁１１及び底面壁１４に近づき過ぎないことを考慮して、Ｘ線の照射方向はケース１０の底面壁１４に対して３５〜５５度の範囲内の角度に設定すればよい。
【０１１０】
また、上記実施形態においては、Ｘ線出射器２０から出射されてテーブル３０及びイメージングプレート３１を介したＸ線が、正面壁１１と底面壁１４の交差線よりも僅かに裏面壁１２側の位置を通過するようにした。しかし、これに代えて、前記Ｘ線が、正面壁１１と底面壁１４の交差線よりも僅かに上面壁１３側の位置を通過するようにしてもよい。この場合、ケース１０の底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させ、かつ正面壁１１を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させたとき、またケース１０の底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させ、傾斜壁１７を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させたとき、Ｘ線の測定対象物ＯＢに対する出射位置は、測定対象物ＯＢの角部近傍位置の垂直面ｖｐに照射され、垂直面ｖｐの角部近傍位置の残留応力が測定されることになる。ただし、この場合には、傾斜壁１７を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させたときの、Ｘ線の垂直面ｖｐとなす角度及びＸ線の光軸を含み垂直面ｖｐと直交する面の水平面ｈｐの法線方向となす角度は、Ｘ線の光軸の正面壁１１となす角度θ１及び傾斜壁１７の正面壁１１となす角度θ２とを等しくならず、角度θ１及び角度θ２から計算により算出する必要がある。
【０１１１】
また、この場合にも、上述した上記実施形態に係るＸ線回折測定装置を用いて垂直面ｖｐの角部近傍位置の残留応力の測定の場合と同様に、ケース１０の底面壁１４を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させ、かつ正面壁１１を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させたとき、またケース１０の底面壁１４を測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させ、かつ傾斜壁１７を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させたとき、Ｘ線照射器２０からのＸ線は測定対象物ＯＢの水平面ｈｐの角部近傍位置に照射されるので、水平面ｈｐの角部近傍位置の残留応力の測定が可能となる。そして、この場合にも、傾斜壁１７を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させたときの、Ｘ線の水平面ｈｐとなす角度及びＸ線の光軸を含み水平面ｈｐと直交する面のＸ方向となす角度は、前記角度θ１及び角度θ２から計算により算出する必要がある。
【０１１２】
また、上記実施形態においては、Ｌ字形状の測定対象物ＯＢの角部近傍位置における測定対象物ＯＢの交差線方向と直交し、水平面ｈｐに平行な方向の残留応力σｘと、前記角部近傍位置における測定対象物ＯＢの交差線方向の残留応力σｙとを測定するようにした。しかし、前記角部近傍位置における測定対象物ＯＢの交差線方向の残留応力σｙの測定が不要であれば、底面壁１４を測定対象物ＯＢの水平面ｈｐに当接させるとともに、傾斜壁１７を一対の測定対象物ＯＢの垂直面ｖｐに当接させて、イメージングプレート３１に回折環を形成させる必要がない。したがって、この場合には、ケース１０に傾斜壁１７を設ける必要はない。また、この場合には、図１０のステップＳ５０４〜Ｓ５０８の処理も不要となる。
【０１１３】
また、上記実施形態においては、回折環の形状を測定するために、イメージングプレート３１の回転角度が所定の回転角度になるごとに、信号強度Ｓ（ｎ，ｍ）及び半径ｒ（ｎ，ｍ）を記憶するようにした。しかし、これに代えて、所定の時間間隔で、イメージングプレート３１の回転角度θ（ｎ，ｍ）、信号強度Ｓ（ｎ，ｍ）及び半径ｒ（ｎ，ｍ）を取得して記憶してもよい。
【０１１４】
また、上記実施形態においては、受光センサ３５の受光位置を用いて、撮像した回折環の半径が回折環基準半径Ｒ０からずれる可能性のある領域を想定して、読取り開始位置を決定するようにした。しかし、回折環基準半径Ｒ０を用いることなく、常に一定の領域にレーザ光を照射するようにしてもよい。例えば、イメージングプレート３１の全領域にレーザ光を照射するようにしてもよい。また、ＬＥＤ６３による可視光の照射についても同様に、常に一定の領域にＬＥＤ６３から発せられた可視光を照射するようにしてもよい。例えば、イメージングプレート３１の全領域にＬＥＤ６３からの可視光を照射するようにしてもよい。ただし、この場合、上記実施形態の場合よりも測定時間が長くなる。
【０１１５】
また、上記実施形態においては、レーザ検出装置５０は、フォーカスサーボ制御されるようにしたが、イメージングプレート３１を回転させた際のイメージングプレート３１の受光面と対物レンズ５６との距離の変動が微小であれば、フォーカスサーボ制御は不要である。
【０１１６】
また、上記実施形態においては、イメージングプレート３１に照射されるレーザ光は、一定強度のレーザ光としたが、これに代えて、予め設定されたハイレベルの強度と、予め設定されたローレベルの強度が繰り返されるパルス状のレーザ光とし、ハイレベルの強度になるタイミングでＳＵＭ信号の瞬時値を取得するようにしてもよい。この場合、イメージングプレート３１のＳＵＭ信号の瞬時値を取得するポイントに瞬間的にハイレベルの強度のレーザ光を照射する。すなわち、ＳＵＭ信号の瞬時値を取得するポイントにレーザ光が向かう状態では、レーザ光の強度はローレベルであり、輝尽発光により発生する光はほとんど無い。そして、ＳＵＭ信号の瞬時値を取得するポイントに近づいたとき、レーザ光の強度がハイレベルになって輝尽発光による光が発生する。常にハイレベルの強度のレーザ光を照射した場合は、輝尽発光による光が生じ続けることで光の強度が減少するが、上記のように構成すれば、輝尽発光によって大きな強度の光を利用して、ＳＵＭ信号の瞬時値を取得することができる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０…ケース、１１…正面壁、１２…裏面壁、１３…上面壁、１４…底面壁、１５…左側面壁、１６…右側面壁、１７…傾斜壁、１９…取っ手、２０…Ｘ線出射器、３０…テーブル、３１…イメージングプレート、３５…受光センサ、４０…テーブル駆動機構、４１…移動ステージ、４２…フィードモータ、４３…スクリューロッド、４７…スピンドルモータ、５０…レーザ検出装置、６３…ＬＥＤ，７０…電気制御装置、７１…Ｘ線制御回路、７２…位置検出回路、７３…フィードモータ制御回路、７４…スピンドルモータ制御回路、７５…回転角度検出回路、７６…センサ信号取出回路、７７…レーザ駆動回路、８０…ＳＵＭ信号生成回路、８４…ＬＥＤ駆動回路、９０…コンピュータ装置、９１…コントローラ
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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