(57)【要約】【課題】１台のＸ線分析装置で試料の微小元素分析と平均的元素分析を可能とする。【解決手段】Ｘ線管球１のターゲット４と試料２の間に、Ｘ線光軸に対して垂直方向に移動可能なコリメーター板を配置する。コリメーター板３１には、同一直線上に、直径２ｍｍの孔３２Ｈを有する第１コリメーター３２、直径１０ｍｍの孔３３Ｈを有する第２コリメーター３３、Ｘ線集光器３４がはめ込まれている。コリメーター板３１にラック３５を固定し、このラックの歯に噛み合う位置にピニオン３６を設け、ピニオン３６をモーター等により回転させることにより、コリメーター板３１をＸ線光軸に対して垂直な方向に移動させる様に成している。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線発生源からのＸ線を試料に照射することにより、該試料からの蛍光Ｘ線をＸ線検出器で検出し、該検出した蛍光Ｘ線に基づいて試料分析を行うように成したＸ線分析装置において、Ｘ線源と試料との間に、Ｘ線源からのＸ線の光軸に沿って移動可能なＸ線集光器を配置したことを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項２】
Ｘ線発生源からのＸ線を試料に照射することにより、該試料からの蛍光Ｘ線をＸ線検出器で検出し、該検出した蛍光Ｘ線に基づいて試料分析を行うように成したＸ線分析装置において、Ｘ線源と試料との間に、Ｘ線集光器と１個以上のコリメーターとを備えた移動体を設け、該移動体の移動により、Ｘ線集光器とコリメーターの何れかを、前記試料に照射されるＸ線の光軸上に配置させる様に成したことを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項３】
前記Ｘ線集光器は、複数のガラスファイバーを樽形状に束ね、Ｘ線発生源から入射して来たＸ線を外部で集光する様に成したものである請求項１又は２記載のＸ線分析装置。
【請求項４】
前記Ｘ線集光器は、内面を樽形状の鏡面にした筒体で形成されており、内面に照射されたＸ線発生源からのＸ線を全反射して外部で集光する様に成したものである請求項１又は２記載のＸ線分析装置。
【請求項５】
Ｘ線集光器は、その中心軸とＸ線光軸が一致するように配置されている請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項６】
Ｘ線集光器は筒状体により保持されており、その保持体をＸ線の光軸に沿って移動可能に成した請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項７】
保持体にラックを取り付け、このラックの歯と噛み合う歯を有するピニオンを回転させることにより保持体を移動させるように成した請求項６記載のＸ線分析装置。
【請求項８】
移動体は１個以上のコリメーターを備えたコリメーター板である請求項２記載のＸ線分析装置。
【請求項９】
移動体にラックを取り付け、このラックの歯と噛み合う歯を有するピニオンを回転させることにより移動体を移動させるように成した請求項２記載のＸ線分析装置。
【請求項１０】
移動体の移動によりＸ線集光器がＸ線光軸上に配置された時、このＸ線集光器の集光点が試料表面上に来る様に成した請求項２記載のＸ線分析装置。
【請求項１１】
Ｘ線集光器は、Ｘ線光軸に沿って移動可能に成されている請求項２記載のＸ線分析装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、試料にＸ線を照射して試料から発生する蛍光Ｘ線を検出することにより、試料の元素分析を行うようにしたＸ線分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光Ｘ線分析装置は非破壊で且つ短時間に試料の元素分析を行うことが出来ることから、試料の分析装置として、近年、多く用いられている。
【０００３】
図１はこの様な蛍光Ｘ線分析装置の一概略例を示したものである。
【０００４】
図中１は試料２に照射するＸ線を発生する為のＸ線管球で、電子を放射するフィラメント３と、該フィラメントからの電子が照射されることにより、Ｘ線を発生し、該Ｘ線を試料２に照射するためのターゲット４を備えている。
【０００５】
５はフィラメント加熱電源で、前記フィラメント３に加熱電流を流すものである。６は加速電圧源で、前記フィラメント３とターゲット４の間に負の高電圧を印加するものである。
【０００６】
７Ｘは、７Ｙはそれぞれ、Ｘ方向，Ｙ方向に移動可能なＸ，Ｙステージで、Ｘステージ７Ｘの上には試料２が載置されており、このＸステージ７ＸはＹステージ７Ｙの上で移動可能と成っている。
８Ｘ，８Ｙは、それぞれ、Ｘステージ７Ｘ，Ｙステージ７Ｙの駆動機構である。
９は試料２からの蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出器、１０は検出された蛍光Ｘ線に基づいて試料中の元素を分析する分析器である。
１１は、例えば、２個の細孔（例えば、直径が２ｍｍの孔１１Ｈ１と１０ｍｍの孔１１Ｈ２）が開けられたコリメーター板で、駆動機構１２により、何れかの孔が、試料２上に照射されるターゲット４からのＸ線の光軸上に来るように移動される様に成っている。
尚、前記駆動機構８Ｘ，８Ｙ，１２、加速電圧源６、フィラメント加熱電源５等はコンピューター（図示せず）の指令によって作動する。又、前記Ｘ線管球１、試料２、Ｘ，Ｙステージ７Ｘ，７Ｙ、コリメーター板１１及びＸ線検出器９は真空チャンバー（図示せず）内に取り付けられており、該真空チャンバー内は真空ポンプ（図示せず）によって真空排気されるように成っている。
この様な構成の装置において、フィラメント加熱電源５からの電流により加熱したフィラメント３は熱電子を放出する。この電子は加速電圧源６からフィラメント３とターゲット４の間に印加された負の高電圧により加速され、ターゲット４に照射される。
この電子の照射によってタ−ゲット４から発生したＸ線は、駆動機構１２によるコリメーター板１１の何れかの孔を通過して試料２に照射される。
尚、予め、駆動機構１２によって何れかの孔がＸ線光軸上に来る様にコリメーター板１１は移動している。又、試料上の被分析箇所がＸ線光軸上に来るように、駆動機構８Ｘ，８Ｙにより、それぞれ、Ｘ，Ｙステージ７Ｘ，７Ｙを移動する。
【０００７】
前記Ｘ線の照射により試料から発生した蛍光Ｘ線はＸ線検出器９により検出され、分析器１０により分析される。
【特許文献１】
特開２０００−１９９７５０号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２１０４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
さて、上記構成の蛍光Ｘ線分析装置においては、コリメーター板１１に設けられた孔は２ｍｍ若しくは１０ｍｍと、大きな孔径なので、この様な大きな孔を通って試料上に照射されるＸ線の直径も大きなものとなり、試料からの蛍光Ｘ線は試料上の比較的大きな領域からのものとなり、分析結果は、必然的に平均的な元素分析となる。
【０００９】
最近、試料の微細部分の元素分析も要求されているが、この要求に応えるために、微小孔（例えば、直径０．５以下の孔）を開けたコリメーター板を使用すれと、ターゲット４の電子照射点であるＸ線発生点、即ち、Ｘ線点光源から放射される大きな立体角のＸ線の可成りの部分がカットされてしまい、微小孔を通過するＸ線は少量となるために試料２に照射されるＸ線量が極めて少なくなり、分析に必要な量の蛍光Ｘ線を得るのに極めて長い時間が必要となってしまう。
【００１０】
所で、最近、Ｘ線点光源からのＸ線を１点に集光出来るＸ線集光器が市販されている。
【００１１】
図２の（ａ）は、複数のガラスファイバーを樽形状に束ね、Ｘ線点光源Ｌｐで発生したＸ線を外部で集光させることが出来る様に成したＸ線集光器を示し、図２の（ｂ）は、少なくとも内面を鏡面仕上げの樽形状に形成し、内面に照射されたＸ線点光源ＸｐからのＸ線が全反射された外部で集光する様に成した筒状のＸ線集光器を示している。尚、図２の（ｂ）に示すＸ線集光器は、例えば、内面を、例えば、多層膜コーティングしたものである。
【００１２】
この様な構造のＸ線集光器を、その集光点が試料表面上に来るように、コリメーター板１１の代わりに配置すると、Ｘ線点光源からのＸ線の殆どを試料上の微小点に照射することが出来、短時間に試料上の微小領域の分析が可能となる。
【００１３】
しかし、Ｘ線集光器を備えたＸ線分析装置は、試料の微小領域の分析のみの専用機となり、比較的大きな領域の平均的な元素分析が出来ない。
【００１４】
本発明はこの様に問題を解決するためになされたもので、１台で、比較的大きな領域の平均的な元素分析と微小領域の元素分析とを可能にする汎用性の高いＸ線分析装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づくＸ線分析装置は、Ｘ線発生源からのＸ線を試料に照射することにより、該試料からの蛍光Ｘ線をＸ線検出器で検出し、該検出した蛍光Ｘ線に基づいて試料分析を行うように成したＸ線分析装置において、Ｘ線源と試料との間に、Ｘ線源からのＸ線の光軸に沿って移動可能なＸ線集光器を配置したことを特徴とする。
【００１６】
本発明に基づくＸ線分析装置は、Ｘ線発生源からのＸ線を試料に照射することにより、該試料からの蛍光Ｘ線をＸ線検出器で検出し、該検出した蛍光Ｘ線に基づいて試料分析を行うように成したＸ線分析装置において、Ｘ線源と試料との間に、Ｘ線集光器と１個以上のコリメーターとを備えた移動体を設け、該移動体の移動により、Ｘ線集光器とコリメーターの何れかを、前記試料に照射されるＸ線の光軸上に配置させる様に成したことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図３は本発明に基づくＸ線分析装置の１概略例を表したもので、前記図１にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素である。
図中２１は前記図２に示す如き構造のＸ線集光器で、該集光器は上下吹き抜けの保持筒体２２内に固定され、Ｘ線集光器２１の中心軸が試料２に照射されるＸ線の光軸と重なるように配置されている。
この保持筒体２２はＸ線光軸に沿って移動可能に成されている。この移動機構は、図３のＡ−Ａ断面図である図４にも示す様に、例えば、保持筒体２２の外面に取り付けられたラック２３、このラックの歯に噛合するピニオン２４及びピニオン２４を回転させるモーター２５から成る。尚、ピニオンを駆動するモーター２５は、駆動機構８Ｘ，８Ｙ、加速電圧源６、フィラメント加熱電源５の作動指令を発するコンピューター（図示せず）の指令によって作動する。
この様な構成の装置において、Ｘ線点光源ＬｐからのＸ線は殆どＸ線集光器２１により試料２の表面上に集光する。該Ｘ線の照射により試料２から発生した蛍光Ｘ線はＸ線検出器９により検出され、分析器１０により分析される
さて、試料２の微小領域の元素分析を行う場合には、モーター２５によりピニオン２４を回転させ、それにより、ラック２３を介して保持筒体２２をＸ線光軸に沿って移動させ、Ｘ線集光器２１の集光点が試料表面上に来る様にする。この様にＸ線集光器２１を移動すれば、図５の（ａ）に示す様に、Ｘ線点光源ＬｐからのＸ線が試料表面上に集光し、微小径のＸ線が試料２を照射することになり、試料上の微小領域からの蛍光Ｘ線がＸ線検出器９に検出される。
一方、試料２の比較的広い領域の平均的元素分析を行う場合には、モーター２５によりピニオン２４を回転させ、それにより、ラック２３を介して保持筒体２２をＸ線光軸に沿って移動させ、Ｘ線集光器２１の集光点が試料表面上の上方に来る様にする。この様にＸ線集光器２１を移動すれば、図５の（ｂ）に示す様に、Ｘ線点光源ＬｐからのＸ線が試料表面上の上方に集光し、比較的大きな径のＸ線が試料２を照射することになり、試料上の比較的広い領域からの蛍光Ｘ線がＸ線検出器９に検出される。
この様に、Ｘ線点光源Ｌｐと試料２の間にＸ線集光器２１を配置し、Ｘ線集光器２１をＸ線光軸に沿って移動出来るように成し、この移動により、試料２上に照射されるＸ線の径が変えられるようにしたので、１台のＸ線分析装置によって、試料の微小元素分析と広い領域の平均的元素分析が共に短時間で可能となる。
図６は本発明に基づくＸ線分析装置の他の概略例を表したもので、前記図１にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素である。
【００１８】
図中３１はコリメーター板で、この板の同一直線上に、第１コリメーター３２、第２コリメーター３３、Ｘ線集光器３４がはめ込まれている。第１コリメーター３２には、例えば、直径２ｍｍの孔３２Ｈが開けられており、第２コリメーター３３には、例えば、直径１０ｍｍの孔３３Ｈが開けられている。
【００１９】
Ｘ線集光器３４は、コリメーター板３１をＸ線光軸に対して垂直な方向に移動し、このＸ線集光器３４の中心軸がＸ線光軸上に来た時、その集光点が試料２上に来るように、コリメーター板３１にはめ込まれている。
【００２０】
コリメーター板３１をＸ線光軸に対して垂直な方向に移動させる駆動機構は、例えば、ラック・ピニオン駆動機構を用いる。即ち、コリメーター板３１にラック３５を固定し、このラックの歯に噛み合う位置にピニオン３６を設け、ピニオン３６をモーター（図示せず）等により回転させることにより、コリメーター板３１をＸ線光軸に対して垂直な方向に移動させる様に成している。
【００２１】
尚、ピニオンを駆動するモーターは、駆動機構８Ｘ，８Ｙ、加速電圧源６、フィラメント加熱電源５の作動指令を発するコンピューター（図示せず）の指令によって作動する。
【００２２】
この様な構成のＸ線分析装置において、試料２の微小領域の元素分析を行う場合には、モーター（図示せず）によりピニオン３６を回転させ、それにより、ラック３５を介してコリメーター板３１をＸ線光軸に対して垂直な方向に移動させ、Ｘ線集光器３４の中心軸がターゲット４からのＸ線の光軸と重なるようにする。
この様な移動により、図５の（ａ）に示す様に、Ｘ線点光源ＬｐからのＸ線が試料表面上の集光し、微小径のＸ線が試料を照射することになり、試料上の微小領域からの蛍光Ｘ線がＸ線検出器９に検出される。
一方、試料２の比較的広い領域の平均的元素分析を行う場合には、モーター（図示せず）によりピニオン３６を回転させ、それにより、ラック３５を介してコリメーター板３１をＸ線光軸に対して垂直方向に移動させ、第１コリメーター３２若しくは第２コリメーター３３の孔３２Ｈ若しくは３２Ｈの中心がターゲット４からのＸ線の光軸上に来るようにする。
この様な移動により、Ｘ線点光源ＬｐからのＸ線が第１コリメーター３２若しくは第２コリメーター３３の孔３２Ｈ若しくは３２Ｈを通過し、試料表面上に照射されるので、第１コリメーター３２若しくは第２コリメーター３３の孔３２Ｈ若しくは３２Ｈ径に対応した大きさの比較的大きな径のＸ線が試料を照射することになり、試料上の比較的広い領域からの蛍光Ｘ線がＸ線検出器９に検出される。この様に、Ｘ線点光源Ｌｐと試料２の間に、コリメーター３２，３３及びＸ線集光器２１を備えたコリメーター板３１を配置し、該コリメーター板をＸ線光軸に対して垂直方向に移動出来るように成し、コリメーター若しくはＸ線集光器をＸ線光軸上に持ってくることにより、試料２上に照射されるＸ線の径が変えられるようにしたので、１台のＸ線分析装置によって、試料の微小元素分析と広い領域の平均的元素分析が共に短時間で可能となる。
【００２３】
尚、コリメーター板に設けられるコリメーターは２個に限定されず、３個でも４個でも良く、又、各コリメータの孔は２ｍｍ，１０ｍｍに限定されず、凡そ１ｍｍ程度から数１０ｍｍ程度の大きさのものとする。
【００２４】
又、図６に示す例では、Ｘ線集光器３４はコリメーター板３１においてＸ線光軸方向には移動しない構成のものであったが、例えば、Ｘ線集光器を筒体内に固定し、その筒体をコリメーター板において移動出来るように取り付けることにより、コリメーター板３１においてＸ線集光器がＸ線光軸方向に移動出来る構造にし、試料上に照射されるＸ線の径を変えれるように成しても良い。尚、移動機構としては、例えば、図３に示す如きラック・ピニオン方式が考えられる。
【００２５】
又、Ｘ線集光器やコリメーター板の移動機構は、ラック・ピニオン方式に限定されず、他の移動機構を使用しても良い。
【００２６】
又、前記例では、１次Ｘ線発生源として、ターゲットに電子を照射する方式を採用したが、ターゲットにイオンを照射する方式等他の方式でも良い。
【００２７】
又、本発明は、Ｘ線発生源からのＸ線を分光器によって単色化し、この単色化したＸ線を試料に照射する方式のＸ分析装置に応用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＸ線分析装置の一概略例を示している。
【図２】Ｘ線集光器の一概略例を示している。
【図３】本発明に基づくＸ線分析装置の１概略例を示している。
【図４】図３に示すＸ線分析装置のＡ−Ａ断面を示している。
【図５】図３に示すＸ線分析装置におけるＸ線集光器の動きを示している。
【図６】本発明に基づくＸ線分析装置の他の概略例を示している。
【符号の説明】
１…Ｘ線管球
２…試料
３…フィラメント
４…ターゲット
５…フィラメント加熱電源
６…加速電圧源
７Ｘ，７Ｙ…Ｘ，Ｙステージ
８Ｘ，８Ｙ…駆動機構
９…Ｘ線検出器
１０…分析器
１１…コリメーター板
１２…駆動機構
Ｌｐ…Ｘ線点光源
２１…Ｘ線集光器
２２…保持筒体
２３…ラック
２４…ピニオン
２５…モーター
３１…コリメーター板
３２…第１コリメーター
３２Ｈ…孔
３３…第２コリメーター
３３Ｈ…孔
３４…Ｘ線集光器
３５…ラック
３６…ピニオン
【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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