(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料取付け部を少なくとも３個所で支持する第１の支持部及び前記個所と異なる少なくとも３個所で支持する第２の支持部を備え、
前記第１の支持部は、試料取付け部に対して交換可能なブロックを備え、
前記第２の支持部は、試料取付け部を高さ方向に移動させる送りネジを有する送りネジ機構を備え、
前記試料取付け部に取り付けるブロックを変更することによって、及び前記送りネジ機構の送りネジを駆動することによって、試料取付け部の高さ方向の位置を調整することを特徴とするＸ線回折装置。
【請求項２】
前記第２の支持部の送りネジ機構において、試料取付け部に作用する作用端と送りネジとを軸支される連結材で連結し、送りネジの駆動によって分離して配置した作用端を駆動することを特徴とする、請求項１に記載のＸ線回折装置。
【請求項３】
試料面と接触する接触端を有した位置決め部を試料取付け部の上方に配置可能に備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のＸ線回折装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線回折装置に関し、特に試料の位置合わせに関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線回折装置では、Ｘ線源から発せられたＸ線を試料の分析位置に照射し、該分析位置で回折されたＸ線を検出器で検出する。この分析位置に対するＸ線源と検出器のそれぞれの入射角を等しくする機構として水平ゴニオメータ等の機構が用いられている。通常、この水平ゴニオメータのゴニオメータ中心軸の位置に試料を機械的に固定している。そのため、試料の傾きを調整する機構は格別必要が無いため、試料傾き調整機構は設けられていない。
【０００３】
また、Ｘ線回折装置において、Ｒ−θステージ等のステージ上に試料取付け部を設け、Ｒ−θステージ機構によって試料を直線方向及び回転方向に移動させるものがある。このようなステージ機構を備えたＸ線回折装置において、ステージに対する試料取付け部の高さを合わせるために、例えば、ガイドとボールネジによる駆動機構、又はラックとピニオンによる駆動機構を用いたり、あるいはリンク機構が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線回折装置では、試料傾き調整、及びステージに対する試料取付け部の高さ調整等の高さ方向の調整において問題がある。
試料傾き調整においては、従来のＸ線回折装置は試料傾き調整機構を備えていないため、水平ゴニオメータのゴニオメータ中心軸の位置に固定できないような大きな試料については、試料の傾き調整ができないという問題がある。
【０００５】
また、ステージに対する試料取付け部の高さ調整において、ガイドとボールネジによる駆動機構、又はラックとピニオンによる駆動機構等の駆動機構を用いる場合には、これらの駆動機構のために部品点数が増加し、重量も増加するという問題がある。一方、リンク機構を用いる場合には、ストロークは大きくなるため、微調整が困難であるという問題がある。
また、高さ調整において、Ｘ線の照射位置に試料の分析面を一致させる位置合わせを目視で行っているため、正確な高さ調整が難しいという問題もある。
【０００６】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、Ｘ線回折装置において高さ方向の調整を容易とすることを目的とする。また、特に、試料面の傾き調整を行うこと、及び簡易な構成で正確な高さ調整を行うことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高さ方向を連続的に調整する機構、及び段階的に調整する機構を備え、連続的調整機構によって試料の傾き調整及び高さの微調整を行い、また、段階的調整機構によって試料に高さ方向調整を行う。また、位置決め部を設けることによって高さ位置を定める。
連続的調整機構は送りネジを備える送りネジ機構とし、複数の送りネジを個々に駆動することによって傾き調整及び微調整を行う。また、段階的調整機構は試料取付け部を支持する支持部をブロックで構成し、取付けるブロックの長さを変えることによって高さ方向調整を行う。
【０００８】
本発明の第１の態様は段階的調整機構を備える構成であり、試料取付け部を少なくとも３個所で支持する第１の支持部を備え、第１の支持部は試料取付け部に対して交換可能なブロックを備え、試料取付け部に取り付けるブロックを交換することによって、試料取付け部の高さ方向の位置を調整する。この態様によれば、長さ精度の高いブロックを用いることによって、高さ方向の位置精度を高めることができ、また、交換するブロックの長さの組み合わせによって、高さ方向を段階的に定めることができる。
【０００９】
本発明の第２態様は連続的調整機構を備える構成であり、試料取付け部を少なくとも３個所で支持する第２の支持部を備え、第２の支持部は試料取付け部を高さ方向に移動させる送りネジを有する送りネジ機構を備え、送りネジ機構の送りネジを駆動することによって試料取付け部の高さ方向の位置を調整する。送りネジ機構の送りネジを駆動すると試料取付け部は連続的に高さ方向で変位し高さ方向の位置が調整される。
送りネジ機構によるは接触端の移動は微小量で調整することができるため、試料取付け部の高さ方向についても微調整することができる。また、試料取付け部を少なくとも３個所で支持し、各個所で高さ調整することによって試料取付け部の傾き調整を行うことができる。
【００１０】
本発明の第３態様は、第１の態様の段階的調整機構と第２の態様の連続的調整機構を備える構成であり、試料取付け部を少なくとも３個所で支持する第１の支持部及び前記個所と異なる少なくとも３個所で支持する第２の支持部を備え、第１の支持部は、試料取付け部に対して交換可能なブロックを備え、第２の支持部は、試料取付け部を高さ方向に移動させる送りネジを有する送りネジ機構を備える。そして、試料取付け部に取り付けるブロックを交換することによって段階的高さ調整を行い、送りネジ機構の送りネジを駆動することによって連続的高さ調整を行う。
【００１１】
また、第２の支持部の送りネジ機構において、試料取付け部と接触して作用する作用端と送りネジとを軸支される連結材で連結し、送りネジを駆動することによって分離した配置した作用端を駆動することによって、送りネジと作用端を分離し、送りネジの配置位置を任意に定めることができる。これによれば、例えば、試料取付け部の一方の側に水平ゴニオメータの機構が設けられた構成において、オープンスペース側に配置した送りネジを駆動することによって、水平ゴニオメータに配置された作用端を連結材を介して駆動することができ、送りネジの操作を容易に行うことができる。
【００１２】
また、本発明の各態様において、試料面と接触する接触端を有した位置決め部を試料取付け部の上方に配置可能に備える位置決め部を備える。この位置決め部によって、Ｘ線の照射位置を試料の分析面を一致させる位置合わせが容易となり、試料面の高さ方向の正確な位置定めを容易に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しながら詳細に説明する。
図１，２は本発明のＸ線回折装置を説明するための概略図であり、図１（ａ）は水平ゴニオメータを後方に見る位置を示し、図２（ａ）は水平ゴニオメータを横に見る位置を示している。また、図１（ｂ），図２（ｂ）は図中のＡ−Ｂから試料取付け部側を見た概略を示している。
Ｘ線回折装置１は、試料取付け部５上に配置した試料Ｓに対してＸ線を照射するＸ線源２と、試料Ｓで回折された回折Ｘ線を検出する検出器３とが水平ゴニオメータ４に取付けられた構成され、さらに、試料取付け部５はベース部６上にＲ−θステージ９、第１支持部１０及び第２支持部２０によって支持される構成である。
【００１４】
水平ゴニオメータ４は、試料Ｓに対する入射Ｘ線及び出射Ｘ線の角度を同一角度に合わせる機構であり、ベース部６に対して固定されている。Ｒ−θステージ９は直線方向（Ｒ方向）及び回転方向（θ方向）に移動可能なステージであり、直線方向（Ｒ方向）に移動することによって水平ゴニオメータ４に対する距離を調整し、また、回転方向（θ方向）に移動することによって水平ゴニオメータ４に対する回転位置を調整することができ、この直線方向及び回転方向の調整によって、上方に支持する試料取付け部５の直線方向及び回転方向の位置調整を行い、さらに試料取付け部５上に載置される試料Ｓの平面方向の分析位置を調整する。
【００１５】
Ｒ−θステージ９の一構成例は、Ｒ方向駆動部９ａとθ方向駆動部９ｂを備える。Ｒ方向駆動部９ａは、直線移動方向に配置された駆動軸９ｄ及び駆動モータ９ｃを備え、駆動モータ９ｃを回転させることによって駆動軸９ｄを駆動し、ベース部６及び水平ゴニオメータ４に対して直線移動を行わせる。また、θ方向駆動部９ｂは駆動モータ９ｅを備え、第１基準部７をＲ方向駆動部９ａ上に回転可能に軸支する。駆動モータ９ｅを回転させることによって第１基準部７を回し、ベース部６及び水平ゴニオメータ４に対して回転移動を行わせる。図２中に示す試料取付け部５，５’はＲ方向駆動部９ａによる直線移動の状態を示している。
【００１６】
本発明のＸ線回折装置は高さ調整を行う機構として、段階的な高さ調整を行う第１支持部１０、及び連続的な高さ調整を行う第２支持部２０を備える。
第１支持部１０は、Ｒ−θステージ９上の第１基準部７と、試料取付け部５側の第２基準部８との間の距離を段階的に調整する機構であり、少なくとも３本のブロック１１、１２、１３で形成される。このブロック１１、１２、１３は所定の長さに形成され、取付けるブロックの長さを変えることによって高さ調整を行うことができ、第１基準部７及び第２基準部８の円周上に所定角度で３個所に配置される。なお、円周上に配置する角度間隔は同角度とすることも、任意に角度とすることもでる。また、配置数も３個所に限らないが、安定性を考慮すると３個所以上が望ましい。
【００１７】
図１，２では、長さの異なる２種類のブロックの組み１１ａ，１２ａ、１３ａ、及び１１ｂ，１２ｂ、１３ｂを用いた例を示している。各組１１ａ，１２ａ、１３ａ、及び１１ｂ，１２ｂ、１３ｂのブロック長さは、異ならせることも、あるいは同一とすることもでき、採用するブロックの組みの長さの組み合わせによって種々の高さを設定することができる。ブロックと第１基準部７及び第２基準部８との接続、及びブロック同士の接続は、例えば、互いの対向面に形成した凸ネジ及び凹ネジによって行うことができる。
なお、図１，２に示す構成では、第１支持部１０は３個所で支持する構成としているが、３個所以上で支持する構成とすることもできる。
【００１８】
第２支持部２０は、第２基準部８と試料取付け部５との間の距離を連続的に調整する機構であり、少なくとも３つの送りネジ２１、２２、２３で形成される。送りネジ２１、２２、２３は、ネジを駆動することによって試料取付け部５の高さ調整を行う機構であり、この内の送りネジ２１、２２は、該ネジ部と螺合する試料取付け部５、及び第２基準部８との間隔を変更させ、これによって試料取付け部５の高さ調整を行う。一方、送りネジ２３は、ネジ部分と試料取付け部５に作用する作用端２４とを分離して配置、このネジ部分と作用端２４との間を連結材２６で連結する構成であり、連結材２５は支持軸２６によって軸支され、該支持軸２６を中心としてネジ部分と作用端２４とが反対方向に移動するよう構成している。これによって、送りネジ２３を駆動することによって、離れた位置にある作用端２４を駆動して、試料取付け部５の位置調整を行う。
【００１９】
この送りネジ２３の構成において、作用端２４を水平ゴニオメータ４側に位置させ、送りネジ２３を水平ゴニオメータ４側と反対側のオープンスペース側に位置させる配置とすることによって、送りネジの操作が容易となる。仮に、水平ゴニオメータ４側に、送りネジ２１，２２と同様の、操作部分と作用端が同一位置となる送りネジを設けた場合には、試料取付け部５と水平ゴニオメータ４との間が狭いため、送りネジの操作が困難となるが、本発明の送りネジ２３の構成によれば、送りネジの操作を容易に行うことができる。
【００２０】
送りネジ２１、２２、２３は、第２基準部８及び試料取付け部５の円周上に所定角度で３個所に配置される。なお、円周上に配置する角度間隔は同角度とすることも、任意に角度とすることもでる。また、配置数も３個所に限らないが、安定性を考慮すると３個所以上が望ましい。
なお、連結材を有した送りネジ機構は、水平ゴニオメータ４に接近した位置に限らず、狭いスペースによって送りネジの操作が困難である任意の箇所に適用することができる。また、図１，２では連結材２５は試料取付け部５の回転中心を通る位置に設けられているが、設置位置はこの位置に限られるものではなく、任意の位置に設けることができる。
【００２１】
さらに、本発明のＸ線回折装置１は、高さ調整の位置決めを行うための位置決め部３０を備える。位置決め部３０は、先端が試料面と接触することによって、高さ方向の位置決めを行う接触端３１、及び該接触端３１を支持する支持部材３２を備える。支持部材３２は試料取付け部５と独立した基準の高さに設置することによって、高さ方向の位置決め基準とすることができる。なお、支持部材３２は、試料Ｓあるいは試料取付け部５と当接した場合であっても、試料Ｓあるいは試料取付け部５の上方に逃げる構成とし、これによって、試料Ｓ、試料取付け部５、あるいは位置決め部３０の破損を防止することできる。
【００２２】
図１，２では、水平ゴニオメータ４に固定して設ける構成例を示しているが、水平ゴニオメータ４に限らず試料取付け部５と独立した基準の高さが得られる位置であれば任意の箇所に設けることができる。
図１，２において、支持部材３２は試料取付け部５の上方に向けて延び、その先端は下方に向けて接触端３１が設けられる。この接触端３１の端部が高さ方向の基準の位置となり、試料取付け部５上に載置した試料Ｓの表面と接触させることによって、試料Ｓの表面の高さを基準の高さに調整することができる。この基準の高さとして、水平ゴニオメータ４による試料の分析位置高さとすることによって、試料Ｓの表面の高さを分析位置高さに調整することができる。
【００２３】
図３，４によって、本発明による高さ調整の動作を説明する。本発明の高さ調整は、第１支持部１０による段階的な高さ調整による粗調整と、第２支持部２０による連続的な高さ調整による微調整とを含んでいる。
はじめに、Ｒ−θステージ９のＲ方向駆動部９ａを駆動して試料取付け部５を水平ゴニオメータ４から遠ざけて、第１支持部１０のブロックの交換に支障がない位置まで移動させる。なお、この移動によって、試料Ｓの試料取付け部５上への載置において、位置決め部３０と干渉しない離れた位置までに移動することができる。試料Ｓの高さ（厚さ）に応じて、試料Ｓの表面が基準位置の近傍となるように、試料取付け部５に取付けるブロックの組み合わせを選択し取付ける。図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ）は、試料Ｓの高さ（厚さ）が低い場合から高い場合を順に示している。この第１支持部１０のブロック選択によって、高さの粗調整を行うことができる。
【００２４】
この後、Ｒ−θステージ９のＲ方向駆動部９ａを駆動して試料取付け部５を水平ゴニオメータ４に近づけ、試料Ｓの高さ調整を行う位置が位置決め部３０の接触端３１の下方位置に来るまでに移動させる。この試料取付け部５の移動において、試料Ｓあるいは試料取付け部５が位置決め部３０と当たり込んだ場合には、位置決め部３０の接触端３１あるいは支持部材３２が逃げる構成とすることによって、接触による双方の損傷を防ぐことができる。
通常、第１支持部１０による高さの粗調整では、接触端３１と試料Ｓ表面との間には隙間がある。そこで、本発明では、この隙間がなくなるように、第２支持部２０による連続的な高さ調整によって、高さの微調整を行う。図４（ａ），図４（ｂ），図４（ｃ）は、それぞれ図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ）に示す粗調整の後に行う微調整の状態を示している。
【００２５】
この微調整において、各送りネジによる移動量を調整することによって、試料Ｓの傾き調整を行うことができる。
図５，６は本発明の第２支持部による連続的な高さ調整によって行う傾き調整を説明するための概略図であり、図５は送りネジ２１，２２による傾き調整を示し、図６は送りネジ２３による傾き調整を示している。
図５に示す傾き調整は、操作部と作用端が同一位置にある送りネジによる場合を示している。試料Ｓの表面が傾斜面である場合（図５（ａ））、試料取付け部５上に試料Ｓを載置すると、その表面は傾くことになる。そこで、送りネジ２１、２２を操作することによって第２基部８に対して試料取付け部５を傾斜させ、試料Ｓの表面が水平となるように傾き調整する（図５（ｂ））。
【００２６】
また、図６に示す傾き調整は、操作部と作用端が異なる位置にある送りネジによる場合を示している。試料Ｓの表面が傾斜面である場合において（図６（ａ））、水平ゴニオメータ４の近傍にあって送りネジの操作が難しい場合には、水平ゴニオメータ４と離れたオープンスペース側に配置した送りネジ２３を駆動し、この駆動を支持軸２６で軸支される連結材２５によって、水平ゴニオメータ４の近傍にある作用端２４に伝える。作用端２４は試料取付け部５を高さ方向に駆動し、第２基部８に対して試料取付け部５を傾斜させ、試料Ｓの表面が水平となるように傾き調整する（図６（ｂ））。
試料Ｓの水平状態は、例えば、試料Ｓの表面の分析位置に水平基準器を設けることによって、確認することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＸ線回折装置によれば、簡易な構成によって正確で容易な高さ方向の調整、及び試料面の傾き調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線回折装置を説明するための概略図である。
【図２】本発明のＸ線回折装置を説明するための概略図である。
【図３】本発明にＸ線回折装置よる高さ調整の動作を説明する概略図である。
【図４】本発明にＸ線回折装置よる高さ調整の動作を説明する概略図である。
【図５】本発明の第２支持部による連続的な高さ調整によって行う傾き調整を説明するための概略図である。
【図６】本発明の第２支持部による連続的な高さ調整によって行う傾き調整を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線回折装置、２…Ｘ線源、３…検出器、４…水平ゴニオメータ、５…試料取付け部、６…ベース部、７…第１基部、８…第２基部、９…Ｒ−θステージ、９ａ…Ｒ方向駆動部、９ｂ…θ方向駆動部、９ｃ，９ｅ…駆動モータ、９ｄ…駆動軸、１０…第１支持部、１１，１２，１３…ブロック、２０…第２支持部、２１、２２，２３…送りネジ、２４…作用端、２５…連結部材、２６…支持軸、３０…位置決め部、３１…接触端、３２…支持部材。
【図１】
0004411570.tif 000002
【図２】
0004411570.tif 000003
【図３】
0004411570.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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