(57)【要約】  ターゲットと試料との距離をできる限り小さくしつつ、電子線が照射されてＸ線を射出するターゲットについては圧力差による変形は生じにくくすることができるＸ線管、及び、このＸ線管を用いたＸ線分析装置を提供するために、真空容器（１）の内部に設けられ、電子線ＥＢを受けてＸ線ＸＲを射出するターゲット機構（５）と、前記真空容器（１）の内外を仕切るように前記ターゲット機構（５）とは別体として設けられ、当該ターゲット機構５から射出されたＸ線が透過可能なＸ線透過膜（２）と、を備え、前記Ｘ線透過膜（２）が、前記真空容器（１）の内部が所定の真空度の場合に当該真空容器（１）の内側へたわんで前記ターゲット機構（５）に近接又は接触するように構成した。
2017104659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の内部に設けられ、電子線を受けてＸ線を射出するターゲット機構と、  前記真空容器の内外を仕切るように前記ターゲット機構とは別体として設けられ、当該ターゲット機構から射出されたＸ線が透過可能なＸ線透過膜と、を備え、  前記Ｘ線透過膜が、前記真空容器の内部が所定の真空度の場合に当該真空容器の内側へたわんで前記ターゲット機構に近接又は接触するように構成されていることを特徴とするＸ線管。
【請求項２】
前記Ｘ線透過膜の外側面が、照射対象である試料が載置される試料載置面であり、  前記Ｘ線透過膜の内側面が、前記ターゲット機構と近接又は接触する対向面である請求項１記載のＸ線管。
【請求項３】
前記ターゲット機構が、    金属からなるターゲット薄膜と、    前記真空容器の内外の圧力差が無い場合に前記Ｘ線透過膜から所定距離離間した位置に前記ターゲット薄膜を配置するターゲット支持体と、を備え、  前記Ｘ線透過膜が、前記真空容器の内部が所定の真空度の場合に前記ターゲット薄膜と近接又は接触するように構成されている請求項１記載のＸ線管。
【請求項４】
前記真空容器の内外の圧力が無い場合における前記Ｘ線透過膜と前記ターゲット薄膜との間の離間距離が、前記真空容器の内部が所定の真空度の場合に前記Ｘ線透過膜に生じる前記ターゲット薄膜側への変形量とほぼ同じ値に設定されている請求項３記載のＸ線管。
【請求項５】
前記ターゲット機構が、    金属からなるターゲット薄膜と、    前記真空容器の内外の圧力差が無い場合に前記Ｘ線透過膜から所定距離離間した位置に前記ターゲット薄膜を配置するターゲット支持体と、    前記Ｘ線透過膜と、前記ターゲット薄膜との間に設けられ、前記ターゲット薄膜で発生したＸ線の進行方向を所定方向に規制する介在体と、を備え、  前記Ｘ線透過膜が、前記真空容器の内部が所定の真空度の場合に前記介在体と近接又は接触するように構成されている請求項１記載のＸ線管。
【請求項６】
前記Ｘ線透過膜が、ポリイミドで形成された弾性膜である請求項１に記載のＸ線管。
【請求項７】
前記Ｘ線透過膜において前記真空容器の内側へ変形する領域の面積が、前記ターゲット機構に対して電子線が入射する面積よりも大きい請求項１に記載のＸ線管。
【請求項８】
前記Ｘ線透過膜が、移動可能に設けられている請求項１に記載のＸ線管。
【請求項９】
請求項１に記載のＸ線管と、  試料から発生したX線を検出するＸ線検出器と、  前記検出器の出力に基づいて、Ｘ線のスペクトルを生成する信号処理部と、  前記信号処理部において生成されたＸ線のスペクトルに基づいて、試料の定性分析又は定量分析を行う分析部と、を備えたＸ線分析装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線透過膜上の外側面を視野内に捉えるように設けられた光学顕微鏡と、  試料の各位置における元素分布をマッピングした画像データを生成するイメージング部と、をさらに備えた請求項９記載のＸ線分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、真空容器内に配置されたターゲットに対して電子線を照射し、前記ターゲットからＸ線を射出させるように構成されたＸ線管、及び、Ｘ線管を用いたＸ線分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  Ｘ線管１００Ａは、図８に示すように真空容器１Ａ内に設けられた陰極３Ａから発生させた電子線Ｅを陽極となるターゲット薄膜５１Ａに対して照射して、当該ターゲット薄膜５１ＡからＸ線ＸＲを発生させるように構成されている。【０００３】  より具体的には図７及び特許文献１に示されるＸ線管１００Ａは、内部が所定の真空度に保たれる真空容器１Ａと、真空容器１Ａの開口部分を防ぐように設けられたダイヤモンド製のＸ線透過板２Ａと、前記Ｘ線透過板２Ａの内側面に対して一体となるように蒸着されたターゲット薄膜５１Ａと、前記ターゲット薄膜５１Ａに対して電子線Ｅを照射する陰極３Ａと、を備えている。このＸ線管１００Ａは、電子線ＥＢが前記ターゲット薄膜５１Ａ上に微小な像を結ぶように構成された、いわゆるマイクロフォーカスＸ線管である。【０００４】  このように構成されたＸ線管１００Ａを用いて例えばＸ線透視画像を撮像する場合、Ｘ線が発生する前記ターゲット薄膜５１Ａに撮像対象となる試料Ｓをできるだけ近づけたほうが、得られる撮像画像の解像度や輝度を向上させることができる。したがって、前記ターゲット薄膜５１Ａは、Ｘ線透過窓の近傍に設けて試料との距離を小さくするように配置される。【０００５】  しかしながら、例えば大気圧中に前記試料Ｓが配置されている場合には前記Ｘ線管１００Ａの内外において圧力差があるため、前記Ｘ線透過窓板２Ａは前記真空容器１Ａの内側へ凹むようにたわんでしまう。この際、前記Ｘ線透過窓板２Ａと一体に形成されている前記ターゲット薄膜５１Ａも同じよう内側へ凹むようにたわんでしまう。【０００６】  ここで、前記ターゲット薄膜５１Ａの変位量が大きく塑性変形が生じている場合にはターゲット薄膜５１Ａと試料Ｓとの間の距離は設計上の距離よりも大きい状態が維持されてしまい、Ｘ線透過画像の解像度が常に低下する原因となる。【０００７】  また、前記ターゲット薄膜５１Ａに弾性変形が生じている場合でもメンテナンス等のために前記Ｘ線管１００Ａ内は大気開放されるため、前記ターゲット薄膜５１Ａには変形と復元による繰り返し応力が発生し、前記ターゲット薄膜５１Ａが早期に劣化又は破壊されてしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２―４２７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、試料とターゲットとの間の離間距離を最適化することができ、例えばX線に基づく撮像画像の解像度や輝度を高くすることができるＸ線管、及び、このＸ線管を用いたＸ線分析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】
【００１０】  すなわち、本発明に係るＸ線管は、真空容器の内部に設けられ、電子線を受けてＸ線を射出するターゲット機構と、前記真空容器の内外を仕切るように前記ターゲット機構とは別体として設けられ、当該ターゲット機構から射出されたＸ線が透過可能なＸ線透過膜と、を備え、前記Ｘ線透過膜が、前記真空容器の内部が所定の真空度の場合に当該真空容器の内側へたわんで前記ターゲット機構に近接又は接触するように構成されていることを特徴とする。【００１１】  このようなものであれば、前記真空容器の内外に圧力差があってもその圧力差に基づく荷重は主に前記Ｘ線透過膜で負担させることができる。また、前記Ｘ線透過膜と前記ターゲット機構は別体として構成されているので、前記Ｘ線透過膜の変形は前記ターゲット機構に対してほとんど伝達されない。したがって、前記ターゲット機構にほとんど荷重がかからないようにして当該ターゲット機構に変形が生じるのを防ぐことができる。【００１２】  さらに、前記Ｘ線透過膜が、前記真空容器の内部が所定の真空度の場合に当該真空容器の内側へたわんで前記ターゲット機構に近接又は接触するように構成されているので、前記Ｘ線透過膜の外側に配置される分析対象の試料と前記ターゲット機構との間の距離を小さくすることができる。しかも、前記ターゲット機構には変形はほとんど生じないので、前記試料と前記ターゲット機構との間の距離は設計上の値でほぼ保つことができる。【００１３】  また、前記ターゲット機構には変形がほとんど生じないので変形と復元が繰り返されることによる繰り返し荷重も小さく、前記ターゲット機構を長寿命にすることができる。【００１４】  試料とＸ線の発生源である前記ターゲット機構との間の距離を短くすることができ、例えば試料のＸ線撮像画像の解像度や輝度を従来よりも向上させることができるようにするには、前記Ｘ線透過膜の外側面が、Ｘ線の照射対象である試料が載置される試料載置面であり、前記Ｘ線透過膜の内側面が、前記ターゲット機構と近接又は接触する対向面であればよい。【００１５】  試料と前記ターゲット機構において実際にＸ線が発生している箇所との間の距離を前記Ｘ線透過膜の厚み程度にすることができ、試料のＸ線撮像画像における解像度や輝度をさらに向上させられるようにするには、前記ターゲット機構が、金属からなるターゲット薄膜と、前記真空容器の内外の圧力差が無い場合に前記Ｘ線透過膜から所定距離離間した位置に前記ターゲット薄膜を配置するターゲット支持体と、を備えたものであればよい。【００１６】  前記真空容器の内外の圧力差による前記ターゲット薄膜の変形を最小限に抑えつつ、試料と前記ターゲット薄膜との距離を最も近づけられるようにするには、前記真空容器の内外の圧力が無い場合における前記Ｘ線透過膜と前記ターゲット薄膜との間の離間距離が、前記真空容器の内部が所定の真空度の場合に前記Ｘ線透過膜に生じる前記ターゲット薄膜側への変形量とほぼ同じ値に設定されていればよい。【００１７】  前記ターゲット薄膜から射出されるＸ線の進行方向を所定の方向に限定し、前記ターゲット薄膜で発生した一次X線が多量に検出器に入射することを防ぎ、例えば試料で発生した二次Ｘ線のみを検出しやすくし���、試料のＸ線透過画像をより鮮明しつつ、前記ターゲット薄膜の変形は抑えられるようにするには、前記ターゲット機構が、金属からなるターゲット薄膜と、前記真空容器の内外の圧力差が無い場合に前記Ｘ線透過膜から所定距離離間した位置に前記ターゲット薄膜を配置するターゲット支持体と、前記Ｘ線透過膜と、前記ターゲット薄膜との間に設けられ、前記ターゲット薄膜で発生したＸ線の進行方向を所定方向に規制する介在体と、を備え、前記Ｘ線透過膜が、前記真空容器の内部が所定の真空度の場合に前記介在体と接触するように構成されていればよい。【００１８】  前記ターゲット薄膜が前記試料に対して直接接触しないようにしてターゲット薄膜の試料との化学的反応による劣化を防ぐことができるようにするには、前記Ｘ線透過膜が、ポリイミドで形成された弾性膜であればよい。【００１９】  前記ターゲット機構からＸ線が射出される全域に対して前記Ｘ線透過膜が平面状に接触させるには、前記Ｘ線透過膜において前記真空容器の内側へ変形する領域の面積が、前記ターゲット機構に対して電子線が入射する面積よりも大きいものであればよい。【００２０】  前記Ｘ線透過膜上に配置されている試料が微小であっても、前記ターゲット機構から射出されるＸ線に対して試料を適切な位置に配置することを容易にし、より鮮明なＸ線撮像画像等を得られるようにするには、前記Ｘ線透過膜が、移動可能に設けられていればよい。【００２１】  本発明に係るＸ線管と、試料から発生したX線を検出するＸ線検出器と、前記検出器の出力に基づいて、Ｘ線のスペクトルを生成する信号処理部と、前記信号処理部において生成されたＸ線のスペクトルに基づいて、試料の定性分析又は定量分析を行う分析部と、を備えたＸ線分析装置であれば、前記ターゲット機構におけるＸ線の発生位置と撮像対象の試料との位置を近づけ、解像度や輝度の高い画像を得ることができる。【００２２】  Ｘ線に基づいて試料の各位置におけるより詳細な分析を可能とするには、前記Ｘ線透過膜上の外側面を視野内に捉えるように設けられた光学顕微鏡と、試料の各位置における元素分布をマッピングした画像データを生成するイメージング部と、をさらに備えたものであればよい。
【発明の効果】
【００２３】  このように本発明に係るＸ線管によれば、Ｘ線の照射時において前記試料と前記ターゲット機構との離間距離を最適化することができ、例えば試料のＸ線透過画像等においてその解像度や輝度等を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＸ線管、及び、Ｘ線分析装置を示す模式図。
【図２】第１実施形態に係るＸ線管の先端部分を拡大した模式的断面拡大図。
【図３】第１実施形態に係るＸ線管の真空引きされていない場合におけるＸ線透過膜及びターゲット機構の構造を示す模式的断面拡大図。
【図４】第１実施形態に係るＸ線管の真空引きされている場合におけるＸ線透過膜及びターゲット機構の構造を示す模式的断面拡大図。
【図５】本発明の第２実施形態に係るＸ線管の構造を示す模式的断面拡大図。
【図６】第２実施形態に係るＸ線管のキャピラリープレートの構造を示す模式的斜視図。
【図７】第２実施形態の変形例におけるＸ線管の構造を示す模式的断面拡大図。
【図８】従来のＸ線管の構造を示す模式的断面図。
【符号の説明】
【００２５】２００・・・Ｘ線分析装置１００・・・Ｘ線管１０１・・・検出器系Ｄ２  ・・・第２Ｘ線検出器１    ・・・真空容器２    ・・・Ｘ線透過膜３    ・・・電子線源４    ・・・ビーム光学系５    ・・・ターゲット機構５１  ・・・ターゲット薄膜５２  ・・・ターゲット支持体５３  ・・・介在体８１  ・・・信号処理部８２  ・・・分析部８３  ・・・イメージング部ＭＳ  ・・・光学顕微鏡
【発明を実施するための形態】
【００２６】  本発明の第１実施形態に係るＸ線管１００、及び、Ｘ線分析装置２００について図１乃至図４を参照しながら説明する。第１実施形態のＸ線管１００は、一次Ｘ線ＸＲ１の焦点径が数μｍ程度となるように構成されたマイクロフォーカスＸ線源である。また、第１実施形態のＸ線分析装置２００は、図１に示すように前記Ｘ線管１００と、検出器系１０１と、制御部７と、演算機構８と、表示器９とからなり、前記Ｘ線管１００が鉛直上向きに一次Ｘ線ＸＲ１を射出するように構成した倒立型のＸ線分析装置２００である。このＸ線分析装置２００では、前記Ｘ線管１００の天面に形成したＸ線透過窓部分にＸ線分析対象となる試料Ｓが直接載置され、当該試料Ｓにおいて発生した二次Ｘ線ＸＲ２を検出して試料Ｓの分析を行うようにしてある。
【００２７】  より具体的に前記Ｘ線管１００は、図１に示すように真空容器１と、前記真空容器１の内外を仕切るように設けてあり、Ｘ線透過窓を形成するＸ線透過膜２と、前記真空容器１の内部に設けられた電子線源３、ビーム光学系４、及び、前記ターゲット薄膜５１を含むターゲット機構５と、を少なくとも備えているものである。第１実施形態の前記Ｘ線管１００は、内部が所定の真空度に保たれて一次Ｘ線ＸＲ１が試料Ｓに照射される状態では、前記Ｘ線透過膜２を挟んで試料Ｓと前記ターゲット薄膜５１とが隣接するようにしてある。
【００２８】  前記真空容器１は、真空ポンプ６と接続してあり、この真空容器１の内部は試料Ｓへ一次Ｘ線ＸＲ１を照射する際には所定の真空度に保たれるようにしてある。この真空容器１は図２及び３に示すようにその天面部には、前記Ｘ線透過膜２が着脱可能に設けてある。
【００２９】  前記Ｘ線透過膜２は、図３の拡大図に示すようにメンブレン構造をなすものであり、前記真空容器１の内部が真空引きされておらず、大気圧とほぼ同じ圧力の場合には前記ターゲット機構５と接触しないように当該ターゲット機構５とは別体として設けてある。一方、図４の拡大図に示すように前記真空容器１の内部が真空引きされて所定の真空度に保たれている場合には、前記Ｘ線透過膜２は前記真空容器１の内部側へと凹むように変形してその内側面である対向面が前記ターゲット機構５に対して直接接触するようにしてある。図４に示すように前記Ｘ線透過膜２の外側面において窪んでいる外側面には例えば試料Ｓが粒子状のものの場合にはそのくぼみ内に試料Ｓが配置できるようにしてある。なお、試料Ｓは粒子状のものに限られず、固体や液体であっても構わない。このＸ線透過膜２は例えば所定の弾性を有したポリイミドで形成してあり、対象となる試料Ｓと化学的な反応を有さないとともに、Ｘ線透過性を有するものが選択してある。
【００３０】  前記電子線源３は、図１に示すように前記ターゲット薄膜５１に対して陽極となるように電圧が印加され、前記ターゲット薄膜５１に対して電子線ＥＢを射出するように構成してある。
【００３１】  前記ビーム光学系４は、図１に示すように例えば複数の電磁石からなり、前記電子線源３から射出される電子線ＥＢを偏向させ、前記ターゲット薄膜５１上で数μｍ程度の直径で照射されるように集光するよう構成してある。また、前記ビーム光学系４において形成する磁場又は電場を変化させることにより前記ターゲット薄膜５１上の電子線ＥＢの照射位置を走査できるようにしてある。
【００３２】  前記ターゲット機構５は、図２乃至図４に示すように前記電子線源３から射出された電子線ＥＢを受けて一次Ｘ線ＸＲ１を前記Ｘ線透過膜２の方向へ射出するものである。より具体的には第１実施形態では前記ターゲット機構５は、前記ターゲット薄膜５１と、前記ターゲット薄膜５１を前記真空容器１の内外の圧力差が無い場合に前記Ｘ線透過膜２から所定距離離間した位置に前記ターゲット薄膜５１を配置するターゲット支持体５２と、を備えている。
【００３３】  前記ターゲット薄膜５１は、例えばタングステン等の金属からなる薄膜であり、電子線ＥＢを受けてＸ線ＸＲを発生させるものである。この薄膜の一方の面は前記Ｘ線透過膜２の内側面と対向するように前記ターゲット支持体５２により前記真空容器１の内部から支持してある。このターゲット薄膜５１も劣化時には交換可能に構成してある。前記ターゲット支持体５２は中央部に電子線ＥＢが入射して前記ターゲット薄膜５１へと至る概略円形状の開口を有している。この開口は前記真空容器１において前記Ｘ線透過膜２が設けてある開口よりも小さく同軸上に形成してある。
【００３４】  前記真空容器１の内外に圧力差がない場合における図３に示される前記ターゲット薄膜５１と前記Ｘ線透過膜２との離間距離ｄについて説明する。図４に示されるように前記真空容器１の内部が所定の真空度となると、内外の圧力差による等分布荷重により前記Ｘ線透過膜２は内側へ凹むようにたわむ。この前記Ｘ線透過膜２の前記ターゲット薄膜５１側の最大変位量と前記離間距離ｄはほぼ同じ値になるように設定してある。すなわち、図４に示すように前記Ｘ線透過膜２が圧力差により変形した場合でも前記Ｘ線透過膜２は前記ターゲット薄膜５１に対して接触するだけであり、前記ターゲット薄膜５１に対して押圧して荷重をほとんど与えないように構成してある。したがって、図３及び図４に示されるいずれの状態においても前記ターゲット薄膜５１はほぼ同じ形状で保たれており、変形もほとんど生じないように構成してある。また、図４に示されるように変形後の前記Ｘ線透過膜２の内側面において平坦部分が前記ターゲット支持体５２の開口部分とほぼ一致するようにしてある。したがって、前記ターゲット薄膜５１のいずれの部分で電子線ＥＢが照射されたとしても前記Ｘ線透過膜２に対してほぼ同じ状態で一次Ｘ線ＸＲ１が入射するようにしてある。
【００３５】  前記検出器系１０１は、前記ターゲット薄膜５１の面板部に対して垂直な方向を軸方向と定義した場合、この軸方向に沿って設けられた第１Ｘ線検出器Ｄ１と、前記軸方向に対して斜めに傾けて設けられた第２Ｘ線検出器Ｄ２と、前記Ｘ線透過膜２の外側面を視野内に捉えるように設けられた光学顕微鏡と、を備えたものである。前記第２Ｘ線検出器Ｄ２は、主要な一次Ｘ線ＸＲ１の進行方向に対して斜めに設けてあり、試料Ｓにおいて励起された二次Ｘ線ＸＲ２である蛍光Ｘ線を主として検出できるようにしてある。なお、このように設けられた第２Ｘ線検出器Ｄ２であっても、前記ターゲット薄膜５１で発生する一次Ｘ線ＸＲ１のうち軸方向に対して斜めに進行するものについては一部入射する。
【００３６】  なお、本実施形態では前記検出器系１０１は、二次Ｘ線ＸＲ２として試料Ｓで励起された蛍光Ｘ線を検出するものであるが、その他の種類の二次Ｘ線ＸＲ２を検出するようにしてもよい。例えば前記検出器系１０１が検出する二次Ｘ線ＸＲ２は、試料Ｓにおいて一次Ｘ線ＸＲ１が散乱された散乱Ｘ線や、一次Ｘ線ＸＲ１が試料Ｓを透過した透過Ｘ線であってもよい。
【００３７】  前記制御部７は、前記Ｘ線管１００、前記真空ポンプ６、前記検出器系１０１、前記演算機構８の動作を制御するものである。
【００３８】  前記演算機構８は、例えばＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄ・Ｄ／Ａコンバータ、入出力手段等を備えたコンピュータであって、前記メモリに格納されているＸ線分析装置用プログラムが実行されるように構成してある。そして、前記演算機構８は、プログラムが実行されて各種機器が協業することにより、少なくとも信号処理部８１、分析部８２、イメージング部８３としての機能を発揮する。
【００３９】  前記信号処理部８１は、例えば前記第１Ｘ線検出器Ｄ１又は前記第２Ｘ線検出器Ｄ２の出力に基づいて、試料Ｓから発生した二次Ｘ線ＸＲ２のスペクトルを生成するものである。
【００４０】  前記分析部８２は、前記信号処理部において生成された二次Ｘ線ＸＲ２のスペクトルに基づいて、試料Ｓの定性分析又は定量分析を行うものである。例えば前記分析部８２は、試料Ｓから発生する蛍光Ｘ線の波長から試料Ｓの組成を特定し、その強度から構成物質の比率を特定する。
【００４１】  前記イメージング部８３は、前記光学顕微鏡ＭＳにより得られる試料ＳにおいてＸ線が照射されている位置に関する情報と、そのＸ線が照射されている位置について前記分析部８２により出力される元素の定性分析結果又は定量分析結果に基づいて、試料Ｓの各位置について元素分布をマッピングした画像データとして生成して前記表示器９に対しては表示するものである。
【００４２】  このように構成されたＸ線管１００、及び、Ｘ線分析装置２００によれば、前記真空容器１内の圧力が所定の圧力であり、一次Ｘ線ＸＲ１が試料Ｓに対して照射される場合には、図４に示すように試料Ｓをターゲット薄膜５１に対して前記Ｘ線透過膜２の厚み分だけしか離間させずに近接させて配置することが可能となる。したがって、前記検出器系１０１からの出力に基づいて得られる試料ＳのＸ線透過画像の解像度や輝度を原理的に最も高い状態にすることができる。しかも、前記Ｘ線透過膜２と前記ターゲット機構５がそれぞれ別体として設けてあるので、前記真空容器１の内外で圧力差がある場合に発生する荷重は前記Ｘ線透過膜２のみで負担され、前記ターゲット薄膜５１に対しては荷重がほとんど発生しないようにできる。このため、前記ターゲット薄膜５１が例えば塑性変形を起こし、前記電子線源３側へと凹み前記Ｘ線透過膜２と前記ターゲット薄膜５１との間に隙間が生じて試料Ｓと前記ターゲット薄膜５１との間の距離が設計値から大きくなる方向へ変化するのを防ぐことができる。また、前記真空容器１内の圧力が例えばメンテナンス等により大気圧と所定の真空度との間を繰り返し変動していたとしても、前記ターゲット薄膜５１には荷重の変動はほとんど生じないので、繰り返し荷重による劣化や破壊が生じにくく、ターゲット薄膜５１としての寿命も従来よりも向上させることができる。
【００４３】  以上のように第１実施形態のＸ線管１００及びＸ線分析装置２００であれば、従来のＸ線管においてはターゲット薄膜と試料をできるだけ近づけようとしたために真空容器の内外の圧力差によってターゲット薄膜に大きな変形が生じ、それが原因となって例えばＸ線に基づく撮像画像の解像度や輝度が損なわれていた問題を解決することができる。
【００４４】  加えて、前記ターゲット薄膜５１は前記Ｘ線透過膜２を介して試料Ｓと近接するので、試料Ｓはターゲット薄膜５１に対して直接接触することはない。したがって、試料Ｓとターゲット薄膜５１を形成する金属とが化学的活性が高い場合でも、ターゲット薄膜５１の化学反応による劣化を防ぐことができる。
【００４５】  次に第２実施形態に係るＸ線管１００について図５及び６を参照しながら説明する。なお、第１実施形態において説明した部材に対応する部材については同じ符号を付すこととする。
【００４６】  第２実施形態のＸ線管１００は、第１実施形態のＸ線管１００と比較してＸ線透過膜２と、ターゲット機構５の構成が異なっている。
【００４７】  すなわち、第２実施形態のターゲット機構５は、金属からなるターゲット薄膜５１と、前記真空容器１の内外の圧力差が無い場合に前記Ｘ線透過膜２から所定距離離間した位置に前記ターゲット薄膜５１を配置するターゲット支持体５２と、前記Ｘ線透過膜２と、前記ターゲット薄膜５１との間に設けられ、前記ターゲット薄膜５１で発生したＸ線ＸＲの進行方向を所定方向に規制する介在体５３と、を備えている。
【００４８】  前記介在体５３について図６を参照しながら説明する。この介在体５３は円板状の鉛ガラスについて両方の面板部を軸方向に貫通するように多数のキャピラリーＣが形成されたキャピラリープレートである。そして、各キャピラリーＣが前記ターゲット薄膜５１の面板部に対して垂直となるように前記介在体５３は当該ターゲット薄膜５１上に載置してある。また、前記介在体５３は前記真空容器１又は前記Ｘ線透過膜２のいずれとも接着等により固定はされておらず、各構成部材と別体として設けてある。
【００４９】  前記真空容器１内が所定の真空度となった場合において、第２実施形態では前記Ｘ線透過膜２の変形量は第１実施形態の変形量と比較して小さくなるように前記Ｘ線透過膜２の寸法や剛性が設定してある。そして、前記Ｘ線透過膜２は内側にたわんで変形した状態で前記介在体５３の外側面と接触するとともに、前記介在体５３及び前記ターゲット薄膜５１に対してはほとんど荷重を発生させないようにしてある。
【００５０】  このように構成された第２実施形態のＸ線管１００であれば、前記介在体５３により前記ターゲット薄膜５１で発生したＸ線ＸＲの進行方向をキャピラリーの延びる軸方向のみに限定することができる。したがって、図４において示されるような軸方向に対して斜め方向に進行する一次Ｘ線ＸＲ１が直接第２Ｘ線検出器Ｄ２に入射するのを防ぎ、試料Ｓに由来する二次Ｘ線ＸＲ２のみの撮像が可能となる。したがって、第２検出器Ｄ２においては、一次Ｘ線ＸＲ１が入射することによりバックグラウンドのノイズが大きくなり、出力が飽和しやすくなるのを防ぐことができる。このため、二次Ｘ線ＸＲ２の検出レンジや解像度をより大きくすることができ、精密な分析が可能となる。
【００５１】  また、第２実施形態のＸ線管１００も第１実施形態と同様に前記真空容器１の内外に圧力差がある場合でも前記ターゲット薄膜５１にはほぼ荷重が発生せず変形を生じないようにすることができる。したがって、第１実施形態とほぼ同じ効果を奏し得る。
【００５２】  次に第２実施形態の変形例について図７を参照しながら説明する。前述した第２第２実施形態では、前記Ｘ線透過膜２と前記ターゲット薄膜５１との離間距離がほぼ同じ厚みの前記介在体５３を設けていたが、より厚みの小さい介在体を設けてもよい。この場合、図７に示すように前記真空容器１内が所定の真空度となった場合に、前記Ｘ線透過膜２が内側へたわんで前記介在体５３の上側面と近接又は接触するように構成してもよい。
【００５３】  その他の実施形態について説明する。
【００５４】  前記Ｘ線透過膜はポリイミドに限られるものではなく、Ｘ線透過性を有するとともに試料に対して化学的な反応性を有さない樹脂膜であってもよい。例えば、前記Ｘ線透過膜はマイラー膜等であってもよい。
【００５５】  前記ターゲット薄膜は、タングステンに限られるものではなく、銅、モリブデン、コバルト、クロム、鉄、銀等であっても構わない。
【００５６】  前記Ｘ線分析装置は、試料に対してＸ線を照射し、試料から発生して得られる散乱Ｘ線や蛍光Ｘ線、透過X線等に基づいて試料の分析を行うものであればよい。
【００５７】  前記介在体は、キャピラリープレートに限られるものではなく、窒化珪素（シリコンナイトライド）等であっても構わない。
【００５８】  前記Ｘ線透過膜は、前記ターゲット薄膜に対してその位置を変更可能に構成してもよい。すなわち、前記真空容器において天面部を例えば前記Ｘ線透過膜を支持しつつ、前記ターゲット薄膜の面板方向に対して移動可能なステージとして構成してもよい。このようにすれば、試料が非常に微小であり、ターゲット薄膜から射出されるＸ線がうまく入射しない場合には、その位置を変更してＸ線が照射されるようにすることができる。
【００５９】  前記Ｘ線透過膜は、前記真空容器内が所定の真空度となった場合に前記ターゲット機構に対してわずかに離間して近接するように構成してもよい。例えばマイクロフォーカスＸ線管として求められる精度を実現できる程度であれば、前記真空容器内が所定の真空度となった場合に前記Ｘ線透過膜を前記ターゲット薄膜に対して離間させてもよい。前記真空容器内が所定の真空度となった場合における前記Ｘ線透過膜と前記ターゲット薄膜の離間距離は例えば１ｍｍ以下となるようにすればよい。あるいは、ターゲット機構とX線透過膜の距離はＸ線透過膜の膜厚以下であってもよい。
【００６０】  その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組みあわせを行っても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】  本発明に係るＸ線管であれば、Ｘ線の照射時において前記試料と前記ターゲット機構との離間距離を最適化することができ、例えば試料のＸ線透過画像等においてその解像度や輝度等を向上させることが可能となる。 
【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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【図８】
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【国際調査報告】
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