(57)【要約】【課題】  Ｘ線分析装置を構成するＸ線光学要素間に設けられる通路装置の長さを簡単な操作で精密に調節できるようにする。【解決手段】  支持部材４ａ、４ｂと、被覆部材３と、複数のねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃとを有するＸ線分析装置である。支持部材４ａ、４ｂは、Ｘ線源からＸ線検出器に至るＸ線光路Ｘ0上の異なる位置に配置される。被覆部材３は、支持部材４ａ、４ｂに支持されてＸ線光路Ｘ0を囲む。ねじ軸５ａ〜５ｃは、支持部材４ａ、４ｂの一方に回転可能に支持され、他方にねじ嵌合する。支持部材４ｂとねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃがねじ嵌合することにより、ねじ軸５ａを回すだけという簡単な操作で支持部材４ａ、４ｂ間の距離、すなわち通路装置１の長さを調節できる。また、ねじ軸が複数設けられることにより、支持部材４ｂの移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。【選択図】        図１
2005241414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射したときに、該試料から出るＸ線をＸ線検出手段によって検出するＸ線分析装置において、
前記Ｘ線源から前記Ｘ線検出手段に至るＸ線光路上の異なる位置に配置された一対の支持部材と、
これらの支持部材によって支持されて前記Ｘ線光路の全部または一部を囲むように配置され、大気雰囲気と異なる雰囲気を形成するための被覆部材と、
一端部が前記一対の支持部材の一方に回転可能に支持され、他端部が前記一対の支持部材の他方にねじ嵌合し、前記Ｘ線光路に対して略平行に配置された複数のねじ軸と
を有することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線分析装置において、前記被覆部材はベローズであることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のＸ線分析装置において、前記複数のねじ軸間に回転伝達手段が設けられることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のＸ線分析装置において、前記複数のねじ軸の少なくとも１つの軸上に設けられた保持部材を有し、該保持部材は前記被覆部材を保持することを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のＸ線分析装置において、前記一対の支持部材、前記被覆部材、および前記複数のねじ軸は１つのユニットとして構成され、このユニットは前記Ｘ線光路に対して着脱可能であることを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項６】
Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射したときに、該試料から出るＸ線をＸ線検出手段によって検出するＸ線分析装置に用いられる通路装置において、
前記Ｘ線源から前記Ｘ線検出手段に至るＸ線光路上の異なる位置に配置される一対の支持部材と、
これらの支持部材によって支持されて前記Ｘ線光路の全部または一部を囲むように配置され、大気雰囲気と異なる雰囲気を形成するための被覆部材と、
一端部が前記一対の支持部材の一方に回転可能に支持され、他端部が前記一対の支持部材の他方にねじ嵌合し、前記Ｘ線光路に対して略平行に配置される複数のねじ軸と
を有することを特徴とするＸ線分析装置用通路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線分析装置のＸ線光路上に通路を形成する通路装置に関する。また、本発明は、その通路装置を用いて構成されるＸ線分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、未知試料を分析する装置としてＸ線回折装置、蛍光Ｘ線装置、Ｘ線小角測定装置等といったＸ線分析装置が知られている。このＸ線分析装置では、Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射したときにその試料から出るＸ線、例えば、回折Ｘ線、散乱Ｘ線、蛍光Ｘ線、反射Ｘ線等をＸ線検出器によって検出する。このＸ線分析装置では、Ｘ線源からＸ線検出器に至るＸ線光路上に、Ｘ線源、試料、Ｘ線検出器を含めて各種のＸ線光学要素が配設される。
【０００３】
このＸ線分析装置において、Ｘ線光路を大気雰囲気と異なる雰囲気にすることが必要となる場合がある。空気によるＸ線強度の減衰を防止するためにＸ線光路を真空に保持したり、ヘリウムガス雰囲気に保持したりする。このように、Ｘ線光路を大気雰囲気と異なる雰囲気にするために用いられる装置が通路装置である。この通路装置は、例えばベローズ、すなわち蛇腹形状の部材を用いてＸ線光路を覆うことによって構成される（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
また、Ｘ線分析装置において、Ｘ線光路上に配設された各種のＸ線光学要素に関しては、光学的な条件を満足させるために、互いに隣り合うもの同士の間の距離を変化させる場合がある。このように一対のＸ線光学要素間の距離を変化させる場合、それらのＸ線光学要素の間に通路装置が配設されているときには、Ｘ線光学要素間の距離の変化に伴って通路装置の長さも同様に変化させなければならない。上記の特許文献１および特許文献２では、伸縮移動が可能であるベローズを用いて通路装置を構成することにより、Ｘ線光学要素間の距離の変化に追従させて通路装置の長さを調節するようにしている。また、特許文献１に開示されたＸ線分析装置では、ベローズを支持している２次側ユニットをねじ軸を用いて平行移動させることによりベローズを伸縮移動させる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−３１３４５９号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−９４７７０号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたＸ線分析装置では、２次側ユニットを駆動するためのねじ軸が１つだけしか設けられていなかった。このため、ベローズを微小な寸法範囲で正確に伸縮させることが難しかった。つまり、通路装置の長さを微細に調節することが難しかった。特に、通路装置の長さの調節を手動によって行うことが非常に難しかった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、Ｘ線分析装置を構成するＸ線光学要素間に設けられる通路装置の長さを簡単な操作で精密に調節できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係るＸ線分析装置は、Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射したときに、該試料から出るＸ線をＸ線検出手段によって検出するＸ線分析装置において、前記Ｘ線源から前記Ｘ線検出手段に至るＸ線光路上の異なる位置に配置された一対の支持部材と、これらの支持部材によって支持されて前記Ｘ線光路の全部または一部を囲むように配置され、大気雰囲気と異なる雰囲気を形成するための被覆部材と、一端部が前記一対の支持部材の一方に回転可能に支持され、他端部が前記一対の支持部材の他方にねじ嵌合し、前記Ｘ線光路に対して略平行に配置された複数のねじ軸とを有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、ねじ嵌合とは、ねじ軸と支持部材とが雄ねじと雌ねじによる、はめあいの関係にあって、一方を回すと他方は直線移動する関係のことである。
【００１０】
本発明におけるＸ線分析装置は、特定の種類のものに限定されない。例えば、Ｘ線小角測定装置、Ｘ線回折装置、蛍光Ｘ線装置、微小部Ｘ線回折装置、その他あらゆるＸ線分析装置がある。それらのＸ線分析装置において、Ｘ線光路が、大気雰囲気と異なる雰囲気に保持された状態において、前記各光学要素間の距離を変化させる必要が有る装置に適用できる。
【００１１】
上記構成のＸ線分析装置によれば、支持部材とねじ軸がねじ嵌合する。それにより、ねじ軸を回すだけという簡単な操作で支持部材間の距離、すなわち通路装置の長さを調節できる。また、ねじ軸が複数設けられることにより、支持部材がねじ軸に対して傾くことを防ぐことができる。従って、支持部材の移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。
【００１２】
本発明のＸ線分析装置において、前記被覆部材はベローズであることが望ましい。ベローズとは、いわゆる蛇腹形状の部材であり、例えば、金属ベローズ、溶接ベローズ等が考えられる。被覆部材であるベローズは、支持部材の移動方向にのみ伸縮し、ねじれや他方向への伸縮がない。そのため、被覆部材を正確に伸縮させることができる。また、被覆部材にベローズ以外、例えばゴム膜等を用いた場合、弾性変形により被覆部材の伸縮を妨げるような力が生じることがある。これに対し、ベローズは多くの場合、弾性変形を伴わないで伸縮ができ、それ故、他の被覆部材に比べて通路装置の長さ調節に大きな力を必要としない。
【００１３】
本発明のＸ線分析装置においては、前記複数のねじ軸間に回転伝達手段が設けられることが望ましい。この構成によれば、一つのねじ軸を操作することにより、複数の各ねじ軸の動きを同期させることができる。これにより、支持部材の位置の微調節、すなわち通路装置の長さの微調節ができる。
【００１４】
回転伝達手段を設けるようにした上記のＸ線分析装置は、前記複数のねじ軸のうちの１つを回転させる操作入力部材を有することが望ましい。操作入力部材には、例えばツマミやレバーを用いることが考えられる。操作入力部を有することにより、ねじ軸を手動によって簡単に回転させることができる。また、モータを用いて回転させてもよい。従って、通路装置の長さ調節を手動や電動によって簡単に行うことができる。
【００１５】
操作入力部材を用いるようにした上記のＸ線分析装置において、前記操作入力部材は前記ねじ軸に対して着脱可能であることが望ましい。これにより、通路装置の長さ調節時以外は操作入力部を外しておくことができる。従って、Ｘ線分析装置が作動中に操作入力部に触れてしまう等の外乱により、誤って通路装置の長さが変わってしまう等といったトラブルを回避することができる。
【００１６】
本発明のＸ線分析装置は、前記複数のねじ軸の少なくとも１つの軸上に設けられた保持部材を有し、該保持部材は前記被覆部材を保持することが望ましい。被覆部材内部が真空状態に減圧されていない場合、被覆部材は自重によって弛んでしまうことがある。これに対し、ねじ軸に設けた保持部材によって被覆部材を保持するようにすれば、被覆部材の弛みを防止でき、常にＸ線光路を確保しておくことができる。
【００１７】
本発明のＸ線分析装置において、前記一対の支持部材、前記被覆部材、および前記複数のねじ軸は１つのユニットとして構成され、このユニットは前記Ｘ線光路に対して着脱可能であることが望ましい。Ｘ線光路上において、Ｘ線光学要素間の距離を変化させるべき場所は、Ｘ線分析装置の使用条件や使用するＸ線の種類等によって異なる。前記ユニットを着脱可能にすることにより、前記ユニットをＸ線光路上の任意の位置に設置することができる。すなわち、Ｘ線光路上の任意の位置にあるＸ線光学要素間の距離を変えることができる。
【００１８】
次に、本発明に係るＸ線分析装置用通路装置は、Ｘ線源から発生したＸ線を試料に照射したときに、該試料から出るＸ線をＸ線検出手段によって検出するＸ線分析装置に用いられる通路装置において、前記Ｘ線源から前記Ｘ線検出手段に至るＸ線光路上の異なる位置に配置される一対の支持部材と、これらの支持部材によって支持されて前記Ｘ線光路の全部または一部を囲むように配置され、大気雰囲気と異なる雰囲気を形成するための被覆部材と、一端部が前記一対の支持部材の一方に回転可能に支持され、他端部が前記一対の支持部材の他方にねじ嵌合し、前記Ｘ線光路に対して略平行に配置される複数のねじ軸とを有することを特徴とする。
【００１９】
このＸ線分析装置用通路装置によれば、支持部材とねじ軸がねじ嵌合する。それにより、ねじ軸を回すだけという簡単な操作で支持部材間の距離、すなわち通路装置の長さを調節できる。また、ねじ軸が複数設けられることにより、支持部材がねじ軸に対して傾くことを防ぐことができる。従って、支持部材の移動が滑らかに行われる。
【００２０】
本発明のＸ線分析装置用通路装置は、前記一対の支持部材を支える架台を有し、該架台は高さ調節ができることが望ましい。この構成によれば、通路装置のＸ線光路の位置とＸ線分析装置のＸ線光路の位置を正確に一致させることができる。また、複数のＸ線分析装置において、本通路装置を共有する場合の設置位置の微調節が簡単にできる。
【００２１】
本発明のＸ線分析装置用通路装置においては、前記支持部材の一方または両方に取っ手を設けることが望ましい。この構成によれば、本通路装置のＸ線分析装置への取付けおよび取外し作業を簡単に行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明に係るＸ線分析装置およびＸ線分析装置用通路装置によれば、支持部材とねじ軸がねじ嵌合する。それにより、ねじ軸を回すだけという簡単な操作で支持部材間の距離、すなわち通路装置の長さを調節できる。また、ねじ軸が複数設けられることにより、支持部材がねじ軸に対して傾くことを防ぐことができる。従って、支持部材の移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（Ｘ線分析装置用通路装置の実施形態）
以下、被覆部材にベローズを用いた場合を例に挙げて、本発明に係るＸ線分析装置用通路装置の一実施形態を説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことは、もちろんである。
【００２４】
図１は、本発明に係るＸ線分析装置用通路装置の一実施形態を示している。図２は、図１の通路装置１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。また、図３は図２のC−C線に従った断面図である。図１に示す通路装置１は、Ｘ線分析装置においてＸ線源からＸ線検出器に至るＸ線光路Ｘ0上の任意の位置に設置される。この通路装置１は、支持部材４ａおよび４ｂと、両支持部材４ａ、４ｂによってその両端が支持された被覆部材としてのベローズ３と、ベローズ３の周りに該ベローズ３に対して平行に配設された３本のねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃとを有する。支持部材４ａ、４ｂは、ベローズ３のフランジとなっている。
【００２５】
なお、本実施形態では、Ｘ線光路に沿って通路を形成する被覆部材としてベローズを用いたが、このベローズに代えて他の伸縮する部材を用いることもできる。また、ねじ軸は３本設けたが、ねじ軸は２本または４本以上の複数とすることもできる。
【００２６】
支持部材４ａおよび４ｂのそれぞれには円形状の開口６が設けられる。通路装置１をＸ線分析装置に装着したとき、それらの開口６がＸ線光路Ｘ0上に置かれる。図２に示すように、それらの開口６の周りにベローズ３の両端がＯリング７を介して気密に接続されている。さらに、一方の支持部材４ａには、３本のねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃのそれぞれの一端部がベアリング８によって回転可能に支持されている。また、他方の支持部材４ｂには３つのナット９が固定され、これらのナット９に、３本のねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃの他端部がそれぞれねじ嵌合している。
【００２７】
ねじ軸５ａの支持部材４ｂ側の端部には操作入力部材としてのツマミ１３が着脱可能に設けられている。このツマミ１３を手動により回転させることで、ねじ軸５ａを自らの軸心を中心として回転させることができる。ツマミ１３は他のねじ軸５ｂおよび５ｃに対しても着脱可能であることが望ましい。こうすれば、オペレータの希望に応じた場所にツマミ１３を装備することができる。
【００２８】
ねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃの支持部材４ａ側の端部には、各ねじ軸間で軸の回転を伝達するための回転伝達装置５０が設けられている。この回転伝達装置５０は、図３に示すように、各ねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃ上に固定されたプーリ１０と、支持部材４ａの側面に設けられたアイドラ１１と、各プーリ１０および各アイドラ１１の間に掛け渡されたベルト１２とを有する。図１において、ツマミ１３によって１つのねじ軸５ａが回されると、その回転がベルト１２によって他のねじ軸５ｂおよび５ｃに伝わり、その結果、３本のねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃが互いに同期して軸心を中心として回転する。同期を確実にするために、ベルト１２としてタイミングベルトを用いることもできる。
【００２９】
ねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃが個々の軸心を中心として回転すれば、図２において、各ねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃとねじ嵌合している支持部材４ｂが矢印ＢのようにＸ線光路Ｘ0に沿って平行移動する。支持部材４ｂが相手方の支持部材４ａに近づく方向へ平行移動すれば、ベローズ３は縮み変形する。一方、支持部材４ｂが支持部材４ａから遠ざかる方向へ平行移動すれば、ベローズ３は伸び変形する。
【００３０】
なお、回転伝達装置５０は、複数のねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃを互いに同期させて回転させられるものであれば、その構成は特定のものに限定されない。例えば、ベルト１２とプーリ１０を用いた回転伝達手段に代えて、チェーンとスプロケットを用いた回転伝達手段や、歯車機構を用いた回転伝達手段を用いることができる。
【００３１】
図１に示すねじ軸５ａにおいて、プーリ１０とナット９との間にローリミッタ１５が設けられている。また、支持部材４ｂとツマミ１３との間にハイリミッタ１６が設けられている。ローリミッタ１５およびハイリミッタ１６は、ねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃの回転によって図２の矢印Ｂ方向に移動する支持部材４ｂが、通路装置１の動作範囲を超えないように設けた部材である。具体的には、支持部材４ｂがローリミッタ１５に当たるときにベローズ３が最も縮む。一方、支持部材４ｂがハイリミッタ１６に当たるときにベローズ３が最も伸びる。前記動作範囲は、ベローズ３が伸縮できる許容範囲内で任意に設定することができる。
【００３２】
ねじ軸５ｂにおいて、プーリ１０とナット９の間に保持部材１７が設けられている。この保持部材１７は、ねじ軸５ｂ上を図２の矢印Ｂ方向、すなわち、ねじ軸５ｂの軸方向に自由に移動できる。保持部材１７は、例えば円形のリング部材１７ａを有し、このリング部材１７ａの中をベローズ３が通っている。これにより、ベローズ３が保持部材１７によって保持されている。こうして、ベローズ３が図２における上下方向および紙面垂直方向へ弛むことを防止できる。本実施形態においては、保持部材１７は１本のねじ軸上に設けたが、これを複数のねじ軸上に設けることもできる。また、同一ねじ軸上に複数の保持部材１７を設けることもできる。
【００３３】
図１において、支持部材４ａおよび４ｂの下部にはそれぞれ架台１４が設けられている。各架台１４の高さは調節できるようになっている。架台１４の高さを調節することにより、ベローズ３のＸ線光路Ｘ0に対する位置を調節できる。また、支持部材４ａおよび４ｂの辺端には取っ手３１が設けられている。オペレータは、これらの取っ手３１を把持して、通路装置１の移動およびＸ線分析装置への着脱を簡単に行うことができる。
【００３４】
以下、本実施形態のＸ線分析装置用通路装置について、その動作を説明する。図１において、ベローズ３がＸ線分析装置のＸ線光路Ｘ0を囲むように、通路装置１をＸ線分析装置に取付ける。なお、Ｘ線分析装置の種類は特定のものに限定されない。このとき、通路装置１の支持部材４ａおよび４ｂはＸ線分析装置内の適宜の光学要素に固定される。通路装置１が、例えば真空路を形成するために設けられる場合には、支持部材４ａおよび４ｂは光学要素に対して気密に固定される。Ｘ線分析装置の光学要素間の距離を変更する必要が生じた場合には、まず、ツマミ１３をねじ軸５ａに取付ける。そして、光学要素間の距離を調節すると共にツマミ１３を手動により回転させる。すると、ねじ軸５ａが回転し、それと同時にプーリ１０に架けられたベルト１２によって、他のねじ軸５ｂおよび５ｃに回転が伝達され、３本のねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃが同時に等しい角速度で回転する。
【００３５】
ねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃが同時に回転することにより、支持部材４ｂは図２の矢印Ｂの方向に平行移動する。例えば、支持部材４ａ、４ｂの間隔が開いている状態、すなわち、ベローズ３が伸びている状態において、ツマミ１３を一方向に回転させると、支持部材４ｂは他方の支持部材４ａに近づくように移動する。このとき、支持部材４ａ、４ｂ間に設けられたベローズ３は縮み移動する。さらにツマミ１３を回しつづけると、支持部材４ｂがローリミッタ１５に当接し、通路装置１の長さは最短になる。
【００３６】
次に、上記の縮んだ状態からツマミ１３を反対方向に回転させると、支持部材４ｂは支持部材４ａから遠ざかるように移動する。このとき、支持部材４ａ、４ｂ間に設けられたベローズ３は伸び移動する。さらにツマミ１３を回しつづけると、支持部材４ａがハイリミッタ１６に当接し、通路装置１の長さは最長になる。
【００３７】
なお、通路装置１の伸縮動作中および停止中において、ベローズ３は保持部材１７によって弛むことなく保持されている。ベローズ３を金属ベローズによって形成した場合には、そのベローズ３の自重が大きくて弛み易い。この場合に保持部材１７によってベローズ３を保持するようにしておけば、ベローズ３の弛みを防止できる。通路装置１の長さの調節が終了した後は、ツマミ１３をねじ軸５ａから取り外す。これにより、Ｘ線分析装置の作動中に、オペレータまたは何等かの部材が誤ってツマミ１３に触れてしまい、通路装置１の長さを変えてしまう等のトラブルを防ぐことができる。
【００３８】
上記実施形態においては、支持部材４ａを固定し、他方の支持部材４ｂを移動させることで通路装置１の長さを調節しているが、支持部材４ｂを固定し、他方の支持部材４ａを移動させて長さを調節することもできる。また、ツマミ１３の回転方向と支持部材４ａ、４ｂの移動方向との関係は、ねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃおよびナット９に設けたねじの方向によって変えることができる。
【００３９】
本実施形態の通路装置１によれば、支持部材４ｂとねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃとがねじ嵌合するので、ねじ軸を回すだけという簡単な操作で支持部材間の距離、すなわち通路装置の長さを調節できる。また、支持部材４ａ、４ｂの間に複数本のガイドロッドを設け、そのうちの１本だけをねじ軸とした場合には、平行移動する支持部材４ｂに傾きが発生して滑らかな平行移動ができなくなるおそれがある。これに対し、本実施形態では、実質的にガイドロッドとして機能する３本のロッドが全てねじ軸となっているので、支持部材４ｂがねじ軸に対して傾くことを防ぐことができる。従って、支持部材４ｂの移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。
【００４０】
（変形例）
以上の実施形態において、ツマミ１３はねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃに対して着脱できる場合を例示したが、ツマミ１３は固定式とすることもできる。また、ツマミ１３はねじ軸に直接設けなくてもよい。例えば、歯車機構を介して設けることもできる。
【００４１】
（Ｘ線分析装置の実施形態）
以下、本発明に係るＸ線分析装置を、その一例である小角散乱装置に適用する場合を例に挙げて説明する。図４は、本発明の一実施形態である小角散乱装置２を示している。ここに示す小角散乱装置２は、Ｘ線源１８を備えたＸ線管１９と、Ｘ線源１８から発生したＸ線を１つの焦点に収束させるＸ線集光手段としてのコンフォーカルミラー２０と、第１スリット２１と、第２スリット２２と、第３スリット２３と、Ｘ線強度調節手段としてのアッテネータ２６と、試料チャンバ２４と、ダイレクトビームストッパ３９と、２次元Ｘ線検出器２５とを有する。なお、符号２９はＸ線シャッタである。
【００４２】
Ｘ線源１８からＸ線検出器２５までの間であってＸ線が進む経路が、Ｘ線光路Ｘ0である。測定対象である試料Ｓは、試料チャンバ２４の中に収容されてＸ線光路Ｘ0上に配置される。
【００４３】
図５は、図４に示す小角散乱装置２におけるＸ線の進行の様子を模式的に示している。図５において、図４と同じ符号は同じ要素を示している。図５に示すように、コンフォーカルミラー２０は、互いに交差する関係にある２つのＸ線反射面２０ａおよび２０ｂを有している。それらのＸ線反射面で反射したＸ線は、同じまたは略同じ焦点ｆに集まるようになっている。
【００４４】
図４において、Ｘ線光学要素である次の各部材、すなわちＸ線管１９、コンフォーカルミラー２０、第１スリット２１、第２スリット２２、アッテネータ２６、第３スリット２３、そして試料チャンバ２４の各部材の間には、通路４１が設けられている。試料チャンバ２４は第３スリット２３の下流側（すなわち、図４の右側）に配設され、ダイレクトビームストッパ３９はさらにその下流側に配設され、２次元Ｘ線検出器２５はさらにその下流側に配設される。本実施形態においては、Ｘ線光学要素である試料チャンバ２４と、同じくＸ線光学要素であるダイレクトビームストッパ３９との間に通路装置１が設けられる。
【００４５】
前記通路４１および通路装置１の内部は排気装置Ｐによって排気され、真空または真空に近い減圧状態に減圧される。本実施形態では、排気装置Ｐは第２スリット２２とダイレクトビームストッパ３９との間に設置される。本実施形態の小角散乱装置２では、試料チャンバ２４内に設置される試料Ｓから発生する散乱Ｘ線を検出することが目的であるが、この散乱Ｘ線の強度は非常に小さい。上記のように通路４１および通路装置１によって真空路を形成するのは、測定目標である試料Ｓから発生する散乱Ｘ線が空気散乱によって乱されることを防止するためである。
【００４６】
Ｘ線管１９は、迅速な測定を可能にするため、できるだけ強度の強いＸ線を発生できるものが望まれる。そのため本実施形態では、例えば、冷却機構を内蔵すると共に高速回転が可能であるロータターゲットと、該ターゲットとの間で高電圧を印加できるフィラメントとを用いてＸ線管１９を構成する。
【００４７】
本実施形態においては、Ｘ線源１８からポイントフォーカスのＸ線を取り出すことにする。一般に、Ｘ線焦点は長方形であり、本実施形態ではその長方形状の短辺側からＸ線を取り出す。すなわち、Ｘ線焦点の短辺側に設けたＸ線取り出し窓からＸ線をＸ線管１９の外部に取り出す。このため、取り出されたＸ線はその断面が正方形、略正方形、円形または略円形になる。このようなＸ線の取り出し方が行われるとき、Ｘ線焦点はポイントフォーカスのＸ線焦点と呼ばれる。
【００４８】
本実施形態における２次元Ｘ線検出器２５としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）Ｘ線検出器を用いる。ＣＣＤＸ線検出器とは、ＣＣＤイメージセンサによって構成される検出器のことである。具体的には、フォトダイオード等から成る画素配列と、各画素に発生する信号を読み出すＣＣＤアレイとによって構成される。ＣＣＤは、例えば半導体基板上に絶縁膜を挟んで複数の電極を直線状に並べることによって形成された電極アレイを有し、この電極アレイをＸ線取込み口に形成した画素配列に対応して配置したものがＣＣＤ検出器である。
【００４９】
図４において試料チャンバ２４とダイレクトビームストッパ３９との間に配設された通路装置１は、図１に示した通路装置１によって構成するものとする。図１に示すように、通路装置１は１つのユニットとして構成されており、そのユニットが試料チャンバ２４とダイレクトビームストッパ３９との間に挿入される。そして、通路装置１の一方の支持部材４ａをＸ線光路上の試料チャンバ２４の下流側に気密に接続し、他方の支持部材４ｂをダイレクトビームストッパ３９の上流側に気密に接続する。通路装置１の支持部材４ａおよび４ｂには取っ手３１が設けられており、これらの取っ手を用いて通路装置１の移動およびＸ線分析装置への着脱を簡単に行うことができる。
【００５０】
図４において、通路装置１を試料チャンバ２４とダイレクトビームストッパ３９との間に挿入する際、通路装置１の支持部材４ａおよび４ｂに設けられた架台１４（図１参照）によって通路装置１の高さ調節を行う。これにより、被覆部材であるベローズ３によって形成された通路を、小角散乱装置２のＸ線光路Ｘ0と一致する高さに設置することができる。
【００５１】
図４において、試料ＳとＸ線検出器２５のＸ線受光面との間の距離Ｌは、一般に、カメラ長と呼ばれている。このカメラ長Ｌは、Ｘ線検出器２５のＸ線受光面の大きさや希望する分解能に応じて種々の長さに設定される。カメラ長Ｌを希望の長さに設定する際には、ダイレクトビームストッパ３９およびＸ線検出器２５をガイドレール５１に沿って移動させる。このとき、オペレータは、ダイレクトビームストッパ３９の移動に伴って図１の通路装置１のツマミ１３を回転操作する。この操作により、支持部材４ａ、４ｂ間の距離、すなわち、通路装置１の長さをカメラ長Ｌの長さに対応する長さに設定できる。
【００５２】
以上によってカメラ長Ｌを調節した後、小角散乱装置２のＸ線光路Ｘ0上を、排気装置Ｐによって真空状態に減圧する。このとき、通路装置１内に、ベローズ３を縮ませようとする力が働く。しかし、図１に示すように支持部材４ｂはねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃにねじ嵌合しているので、支持部材４ｂはねじ軸の軸方向に移動することはなく、従って、ベローズ３は縮まない。この結果、カメラ長Ｌは設定した長さに保持される。
【００５３】
以上のようにして通路装置１の装着が完了した後、小角散乱装置２によって小角散乱測定を行う。具体的には、図５に示すように、Ｘ線源１８から高強度のＸ線をポイントフォーカスの状態で発生させ、そのＸ線をコンフォーカルミラー２０によって焦点ｆに収束するように集光させる。また、第１スリット２１および第２スリット２２のダブルスリット構造により、Ｘ線の収束状態を安定な状態に設定する。第１スリット２１および第２スリット２２を通過したＸ線はアッテネータ２６によって希望のＸ線強度に調節される。さらに、第２スリット２２で発生する寄生散乱線が試料ＳやＣＣＤ検出器２５に当たることを第３スリット２３によって防止する。
【００５４】
第３スリット２３を通過したＸ線が試料Ｓに入射すると、図６において、その試料Ｓの分子構造に応じた散乱角度、すなわち回折角度２θの所に該分子構造に応じた強度の散乱Ｘ線が発生する。そして、ＣＣＤ検出器２５によってこの散乱Ｘ線を検出する。
【００５５】
なお、図６において、ダイレクトビームストッパ３９は、ダイレクトビームＲｄが当たる部分Ｗ0のＣＣＤ検出器２５の前に配設され、ダイレクトビームＲｄがＣＣＤ検出器２５の画素に直接当たることを防止している。また、Ｗ１で示す領域は、図５の第２スリット２２で発生した寄生散乱線が第３スリット２３によって阻止できなくて、ＣＣＤ検出器２５に到達してしまう領域を示している。
【００５６】
つまり、ＣＣＤ検出器２５における領域Ｗ0および領域Ｗ1は、ダイレクトビームや寄生散乱線に邪魔されて、試料Ｓからの散乱線を測定できない領域である。従って、本実施形態の小角散乱装置２によって測定される小角領域は、図６のＷ1よりも外側の２θ領域である。
【００５７】
本実施形態の小角散乱装置２において、カメラ長Ｌは、使用するＸ線の強度や、試料Ｓの種類や、希望する分解能に応じて適切な長さに変えられる。これに対して、通路装置１は図１に関連して説明したように、支持部材４ｂとねじ軸５ａ、５ｂ、５ｃとのねじ嵌合により、それらのねじ軸を回すだけという簡単な操作だけで通路装置１の長さをカメラ長Ｌの変化に対応させて調節することができる。また、ねじ軸５が３本設けられることにより、支持部材４ｂがねじ軸に対して傾くのを防ぐことができる。従って、支持部材４ｂの移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。さらに、プーリ１０およびベルト１２を含む回転伝達装置５０を設けたことにより、一つのねじ軸を操作するだけで複数の各ねじ軸の回転を同期させることができ、その結果、通路装置１の長さを微調節できる。
【００５８】
通路装置１の長さの調節が終了した後は、ツマミ１３をねじ軸５ａから取り外す。これにより、オペレータまたは何等かの部材が誤ってツマミ１３に触れてしまい通路装置１の長さを変えてしまう等のトラブルを防ぐことができる。
【００５９】
（変形例）
以上の実施形態では、試料と検出器の間に本発明の通路装置１を用いる場合を例示した。しかしながら、前記通路装置１は１つのユニットとして構成され、Ｘ線分析装置に対して着脱可能なので、Ｘ線光路上の他の通路に用いることもできる。また、以上の実施形態では小角散乱装置に本発明の通路装置を適用する場合を例示したが、本発明の通路装置はそれ以外の任意のＸ線分析装置、例えば、Ｘ線回折装置、蛍光Ｘ線装置等にも適用できる。いずれのＸ線分析装置でも、通路装置はＸ線光路上において距離を調節する必要がある位置に配設される。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明に係るＸ線分析装置用通路装置およびＸ線分析装置は、Ｘ線測定において、Ｘ線光路上の距離を調節する必要がある場合に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るＸ線分析装置用通路装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に従った断面図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ線に従った断面図である。
【図４】本発明に係るＸ線分析装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図５】図４に示すＸ線分析装置の光学系を模式的に示す図である。
【図６】図５の要部を拡大して示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１．通路装置、  ２．小角散乱装置、  ３．ベローズ（被覆部材）、  
４ａ、４ｂ．支持部材、  ５ａ、５ｂ、５ｃ．ねじ軸、  ６．開口、  ７．Ｏリング、  ８．ベアリング、  ９．ナット、  １０．プーリ、  １１．アイドラ、  １２．ベルト、  １３．ツマミ（操作入力部材）、  １４．架台、  １５．ローリミッタ、  
１６．ハイリミッタ、  １７．保持部材、  １８．X線源、  １９．X線管、  
２０．コンフォーカルミラー、  ２０ａ、２０ｂ．Ｘ線反射面、  ２１．第１スリット、  ２２．第２スリット、  ２３．第３スリット、  ２４．試料チャンバ、  
２５．２次元Ｘ線検出器、  ２６．アッテネータ、  ２９．Ｘ線シャッタ、  
３１．取っ手、  ３９．ダイレクトビームストッパ、  ４１．通路、  
５０．回転伝達装置、  ５１．ガイドレール、  Ｌ．カメラ長、  Ｓ．試料、  
Ｘ0．Ｘ線光路
【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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