(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を放射するＸ線源と、内周面に前記Ｘ線が入射されるガラスからなるＸ線ガイドチューブとを有するＸ線カートリッジにおいて、
前記Ｘ線ガイドチューブ内へのＸ線の入射窓を有してこのＸ線ガイドチューブの入射端側に配置される金属製のＸ線遮蔽板と、
前記Ｘ線源のＸ線発生点から所定の距離だけ離れた所に入射端を位置させながら、Ｘ線ガイドチューブの入射端側からＸ線ガイドチューブの出射端側へ所定長さを有する状態で前記Ｘ線ガイドチューブの外側に配置されることにより、前記入射窓を通過してＸ線ガイドチューブの側面を透過したＸ線を遮蔽可能とする金属製の保護管と
を設け、
さらに、前記Ｘ線遮蔽板の入射窓の直径ｒ1 と、Ｘ線源のＸ線発生点から前記Ｘ線遮蔽板までの距離ｘ1 と、Ｘ線発生点から前記保護管の前記入射端までの前記所定の距離ｘ2 と、前記保護管の内径ｒ2 が、ｒ1 ／ｘ1 ＜ｒ2 ／ｘ2 の関係にあることを特徴とする漏洩Ｘ線遮蔽機構。
【請求項２】
Ｘ線を放射するＸ線源と、内周面に前記Ｘ線が入射されるガラスからなるＸ線ガイドチューブとを有するＸ線カートリッジにおいて、
前記Ｘ線ガイドチューブ内へのＸ線の入射窓を有してこのＸ線ガイドチューブの入射端側に配置される金属製のＸ線遮蔽板と、
前記Ｘ線源のＸ線発生点から所定の距離だけ離れた所に入射端を位置させながら、Ｘ線ガイドチューブの入射端側からＸ線ガイドチューブの出射端側へ所定長さを有する状態で前記Ｘ線ガイドチューブの外側に配置されることにより、前記入射窓を通過してＸ線ガイドチューブの側面を透過したＸ線を遮蔽可能とする金属製の保護管と
を設け、
さらに、前記Ｘ線カートリッジがＸ線ガイドチューブを複数本有しており、これらのＸ線ガイドチューブを保持すると共に、Ｘ線ガイドチューブを切り換えて使用可能とするマウント台を有することを特徴とする漏洩Ｘ線遮蔽機構。
【請求項３】
前記マウント台がＸ線ガイドチューブの外側に位置する金属製のＸ線遮蔽管を保持すると共に、このＸ線遮蔽管によってＸ線ガイドチューブの入射端側に位置する前記Ｘ線遮蔽板を保持する請求項２に記載の漏洩Ｘ線遮蔽機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＸ線分析顕微鏡のＸ線カートリッジにおける漏洩Ｘ線遮蔽機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のＸ線カートリッジ１０を用いたＸ線分析顕微鏡の一例である蛍光Ｘ線分析器の基本的な構成を示している。図３において、２はＸ線源であり、フィラメント２ａとターゲット２ｂを有しており、フィラメント２ａから出射した電子流がターゲット２ｂに衝突する点がＸ線発生点Ｐである。
【０００３】
３ａ，３ｂはＸ線発生点Ｐから放射するＸ線Ｒｘを細く絞って試料Ｓに照射するためのガラスからなるＸ線ガイドチューブであって、例えば、その内径が１０μｍであるものと、内径が１００μｍであるものの２本が用意されている。これらのＸ線ガイドチューブ３ａ，３ｂはマウント台４によって保持されており、このマウント台４がＸ線源２に対して図示左右に摺動することにより、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂのうち何れか一方が選択されて、Ｘ線Ｒｘを適宜の大きさに絞った状態で試料Ｓに照射するように構成している。
【０００４】
また、前記Ｘ線源２は、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂの入射端がＸ線発生点Ｐにより近づくことが出来るように、凹字状に入り組んだＸ線ガイドチューブの挿入部２ｃを有しており、より強力なＸ線Ｒｘを照射可能としている。そして、Ｘ線透過窓２ｄを除いて他の部分に照射されたＸ線Ｒｘを遮断することにより、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂの何れか一方の内部だけにＸ線Ｒｘを照射可能としている。なお、Ｘ線ガイドチューブ３ａまたは３ｂの内周部をはみ出して照射されてしまったＸ線ＲｘはＸ線ガイドチューブ３ａまたは３ｂを構成するガラスによって吸収される。
【０００５】
一方、試料ＳはＸ−Ｙ方向に動く試料ステージ１１に載せられており、コンピュータ１２がステージ制御回路１１ａを介して、その位置を制御可能としている。また、試料Ｓから発生する各種の蛍光Ｘ線Ｒｆを検出器１３と、検出したＸ線Ｒｆを例えば蛍光Ｘ線スペクトルとしてコンピュータ１２に出力する処理回路１４とを有している。すなわち、ステージ１１のＸ−Ｙ軸制御をコンピュータ１２で行なって、蛍光Ｘ線分析による元素分布のマッピング像を復像可能に構成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成のＸ線カートリッジ１０では、Ｘ線Ｒｘの入射端側にＸ線透過窓２ｄを形成しその他の部分のＸ線を遮断しているだけであるので、比較的大きな発散角αをもって照射されるＸ線Ｒｘは、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを通り抜けて試料Ｓに照射されてしまう可能性があった。すなわち、漏れたＸ線Ｒｘ’によって生じた蛍光Ｘ線Ｒｆ’がノイズとなって現れる可能性があった。
【０００７】
このような問題が生じないようにするために、拡大断面図に示すように、各Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂとマウント台４による遮蔽部分の間にできた空間にはんだクリームＨのようなものを塗布し、加熱してはんだ付けすることで、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを突き抜けたＸ線Ｒｘ’が試料Ｓに照射されないようにできる。ところが、はんだクリームＨの塗布作業などに手間がかかり、Ｘ線カートリッジ１０の作成にかかるコストが増大するという問題点も生じていた。
【０００８】
一方、Ｘ線Ｒｘの出射端側に遮蔽板を設けることも考えられるが、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂは試料Ｓに対して近づけることが、その焦点をぼかさないために重要であり、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂと試料Ｓとの間に遮蔽板を設けることは、試料Ｓとの距離を遠くする原因となるので望ましくなかった。さらに、Ｘ線Ｒｘの出射端側に設けられた遮蔽板によって、目視やモニタによる試料Ｓの観察視野をさえぎる可能性もあった。
【０００９】
本発明は上述の点を考慮に入れてなされたものであり、その目的とするところは、Ｘ線ガイドチューブによって集光されたＸ線以外の漏洩Ｘ線を遮蔽可能とする漏洩Ｘ線遮蔽機構を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１発明の漏洩Ｘ線遮蔽機構は、Ｘ線を放射するＸ線源と、内周面に前記Ｘ線が入射されるガラスからなるＸ線ガイドチューブとを有するＸ線カートリッジにおいて、
前記Ｘ線ガイドチューブ内へのＸ線の入射窓を有してこのＸ線ガイドチューブの入射端側に配置される金属製のＸ線遮蔽板と、
前記Ｘ線源のＸ線発生点から所定の距離だけ離れた所に入射端を位置させながら、Ｘ線ガイドチューブの入射端側からＸ線ガイドチューブの出射端側へ所定長さを有する状態で前記Ｘ線ガイドチューブの外側に配置されることにより、前記入射窓を通過してＸ線ガイドチューブの側面を透過したＸ線を遮蔽可能とする金属製の保護管と
を設け、
さらに、前記Ｘ線遮蔽板の入射窓の直径ｒ1 と、Ｘ線源のＸ線発生点から前記Ｘ線遮蔽板までの距離ｘ1 と、Ｘ線発生点から前記保護管の前記入射端までの前記所定の距離ｘ2 と、前記保護管の内径ｒ2 が、ｒ1 ／ｘ1 ＜ｒ2 ／ｘ2 の関係にあることを特徴としている。
【００１１】
したがって、Ｘ線をＸ線ガイドチューブの内周面によって反射してこれが適宜の照射面積を有するように絞り込むことが可能になると共に、Ｘ線ガイドチューブの側面を透過するＸ線を遮断できるので、Ｘ線の照射領域を確実に限定することができる。すなわち、この漏洩Ｘ線遮蔽機構を用いることにより、Ｘ線ガイドチューブを通過したＸ線のみを試料に照射することができ、それだけＸ線の照射面積を確実に小さくすることができ、漏洩Ｘ線による影響を除去して（漏洩Ｘ線による測定誤差を防いで）高精度の分析を行うことができる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
そして、前記Ｘ線遮蔽板の入射窓の直径ｒ1 と、Ｘ線源のＸ線発生点からＸ線遮蔽板までの距離ｘ1 と、Ｘ線発生点から前記保護管の入射端までの距離ｘ2 と、この保護管の内径ｒ2 が、ｒ1 ／ｘ1 ＜ｒ2 ／ｘ2 の関係にあることから、最低限の大きさのＸ線遮蔽を行うだけで、確実に漏洩Ｘ線を遮断できるので、それだけ、製造コストを引き下げることができる。
【００１５】
第２発明の漏洩Ｘ線遮蔽機構は、Ｘ線を放射するＸ線源と、内周面に前記Ｘ線が入射されるガラスからなるＸ線ガイドチューブとを有するＸ線カートリッジにおいて、
前記Ｘ線ガイドチューブ内へのＸ線の入射窓を有してこのＸ線ガイドチューブの入射端側に配置される金属製のＸ線遮蔽板と、
前記Ｘ線源のＸ線発生点から所定の距離だけ離れた所に入射端を位置させながら、Ｘ線ガイドチューブの入射端側からＸ線ガイドチューブの出射端側へ所定長さを有する状態で前記Ｘ線ガイドチューブの外側に配置されることにより、前記入射窓を通過してＸ線ガイドチューブの側面を透過したＸ線を遮蔽可能とする金属製の保護管と
を設け、
さらに、Ｘ線カートリッジがＸ線ガイドチューブを複数本有しており、これらのＸ線ガイドチューブを保持すると共に、Ｘ線ガイドチューブを切り換えて使用可能とするマウント台を有することを特徴としている。
したがって、例えばＸ線ガイドチューブの太さを変えることにより照射するＸ線の強度や細さを変更する事が可能となる。
【００１６】
そして、前記マウント台がＸ線ガイドチューブの外側に位置する金属製のＸ線遮蔽管を保持すると共に、このＸ線遮蔽管によってＸ線ガイドチューブの入射端側に位置する前記Ｘ線遮蔽板を保持するのが好ましく、この場合には、前記Ｘ線遮蔽板をＸ線ガイドチューブに対して決まった位置に確実に保持できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の漏洩Ｘ線遮蔽機構１を用いたＸ線分析顕微鏡の一例である蛍光Ｘ線分析器の要部を示している。なお、以下の説明において、図３と同じ符号を付した部材は同一または同等の部材であるので、その詳細な説明を省略する。
【００１８】
図１において、１ａはＸ線カートリッジ（以下、ＸＧＴカートリッジという）、２はこのＸＧＴカートリッジ１ａにＸ線Ｒｘを照射するＸ線源である。そして、ＸＧＴカートリッジ１ａは前記Ｘ線ガイドチューブ３と、そのマウント台４と、Ｘ線ガイドチューブ３の保護管５と、Ｘ線遮蔽板６とを有している。
【００１９】
Ｘ線ガイドチューブ３はＸ線Ｒｘを細く絞って試料Ｓに照射するための中空ガラス管であり、本例の場合、その内径がそれぞれ１０μｍ，１００μｍの２種類のＸ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを有している。すなわち、内径１０μｍのＸ線ガイドチューブ３ａはより細い領域にＸ線Ｒｘを集光して照射することにより、より高い分解能で分析を行うことができる。一方、内径１００μｍのＸ線ガイドチューブ３ｂを用いることで、より強力なＸ線Ｒｘを照射することができ、より早く測定を行うことができる。そして、本例においてはＸ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを切り換えられるようにしている。
【００２０】
４はこれらのＸ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを切り換えて用いるための機構の一例であり、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを保持するマウント台である。このマウント台４は前記Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを両矢印Ａに示すように摺動させることで、選択的に切り換えて使用可能とする。
【００２１】
５はＸ線ガイドチューブ３ａ，３ｂの外側を覆うステンレス製の保護管であり、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂのそれぞれを各保護管５ａ，５ｂが保護する。また、この保護管５はＸ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを斜め方向に貫通するＸ線が試料Ｓに当たらないようにＸ線の透過を防止できる重さを有する材料で形成されており、例えばステンレスなどの金属からなる。
【００２２】
前記保護管５ａ，５ｂはそれぞれ前記マウント台４に取付けられるものである。なお、この保護管５はそれによって試料Ｓをモニタする時の観察視野をさえぎることがない程度にその長さが調整されており、その下端部（出射端側）をＸ線ガイドチューブ３ａ，３ｂの出射端より手前側に控えさせている。
【００２３】
また、マウント台４の上面にはフランジ４ａを連設した例えば真鍮などの金属からなるＸ線遮蔽管４ｂを取り付けており、このＸ線遮蔽管４ｂの長さはＸ線源２内の挿入部２ｃの深さによって定められる。そして、このＸ線遮蔽管４ｂの上面（入射端側）に各Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂにそれぞれ対するＸ線の透過窓６ａ，６ｂを有するＸ線遮蔽板６を有している。
【００２４】
上記構成のＸＧＴカートリッジ１ａはその上端部（入射端部）をＸ線源２の挿入部２ｃ内に挿入することにより、Ｘ線源２からのＸ線ＲｘをＸ線ガイドチューブ３ａまたは３ｂ内に入射させることができる。そして、Ｘ線ガイドチューブ３ａまたは３ｂ内に入射させられたＸ線Ｒｘのうち、Ｘ線ガイドチューブ３ａまたは３ｂの中空部を通過したＸ線Ｒｘのみを試料Ｓに照射し、それ以外のＸ線Ｒｘは遮蔽する。
【００２５】
図２は、各部材３ａ，５ａ，６ａの位置関係を説明する図である。図２に示すように、本例の場合、前述のようにＸＧＴカートリッジ１ａをＸ線源２の挿入部２ｃ内に挿入させた状態で、前記Ｘ線遮蔽板６がＸ線発生点Ｐから距離ｘ1 となる所に位置し、前記保護管５の上端部がＸ線発生点Ｐから距離ｘ2 となる所に位置する。
【００２６】
また、保護管５ａ，５ｂの入射端側の内径の大きさがｒ2 、Ｘ線発生点Ｐの大きさがｒ0 、Ｘ線ガイドチューブ３ａ，３ｂの中心と保護管５ａ，５ｂの中心との偏差がｄであるときに、保護管５ａ，５ｂによって漏洩Ｘ線を確実に遮断するためには、前記透過窓６ａ，６ｂの内径の大きさｒ1 は、以下の不等式（１）で表す関係を満たしておく必要がある。
ｒ1   ｒ0 √２      ｒ2   ｒ0 √２
──＋─────    ──＋─────−ｄ
２      ２          ２      ２
─────────＜─────────────            …  式（１）
ｘ1                     ｘ2 
【００２７】
また、ここで、ｒ0 とｄを無視できるものとすれば、前記式（１）は以下の式（２）に示すように簡略化することができる。つまり、この不等式（２）を満足する程度の大きさｒ1 の透過窓６ａ，６ｂを形成すればよいことが分かる。
ｒ1       ｒ2 
────＜────                                      …  式（２）
ｘ1       ｘ2 
【００２８】
以上のように構成することにより、Ｘ線源２から出射したＸ線Ｒｘが広がり角を持って発散するものであっても、ＸＧＴカートリッジ１ａによって、Ｘ線Ｒｘビームの微細化とＸ線Ｒｘ遮蔽の２つの機能を確実に持たせることができる。なお、図２にはＸ線ガイドチューブ３ａを選択した場合における例を開示しているが、Ｘ線ガイドチューブ３ｂを選択した場合においても全く同様である。
【００２９】
また、上述の例では、２本のＸ線ガイドチューブ３ａ，３ｂを切り換えて径の異なるＸ線Ｒｘを試料Ｓに照射可能とするものについて説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、１本のＸ線ガイドチューブ３を固定的に設けてもよい。この場合、Ｘ線ガイドチューブ３を摺動させるマウント台４を設ける必要がなくなる。
【００３０】
さらに、Ｘ線ガイドチューブ３を保護する保護管５は、前述の式（１），式（２）で求められる位置から出射端側に設けられるものに限られるものではなく、Ｘ線ガイドチューブ３の入射端から出射端の少し手前までの、ほぼ全長を保護するものであってもよい。また、保護管５をマウント台４ではなくＸ線源２に固定的に設けるなど、様々な変形が考えられる。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の漏洩Ｘ線遮蔽機構によれば、Ｘ線をＸ線ガイドチューブによって絞り込むことができると共に、Ｘ線ガイドチューブの側面から漏れるＸ線を遮断できる。すなわち、Ｘ線カートリッジにＸ線ビームの微細化とＸ線遮蔽の２つの機能を確実に持たせることができる。
【００３２】
また、Ｘ線遮蔽板の入射窓の直径ｒ1 と、Ｘ線源のＸ線発生点からＸ線遮蔽板までの距離ｘ1 と、Ｘ線発生点から前記保護管の入射端までの距離ｘ2 と、この保護管の内径ｒ2 が、ｒ1 ／ｘ1 ＜ｒ2 ／ｘ2 の関係にあることから、最低限の大きさのＸ線遮蔽を行うだけで、確実に漏洩Ｘ線を遮断できるので、それだけ、製造コストを引き下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の漏洩Ｘ線遮蔽機構の一例を説明する一部断面図である。
【図２】  前記漏洩Ｘ線遮蔽機構の各部の位置関係を説明する図である。
【図３】  従来のＸ線カートリッジを用いたＸ線分析顕微鏡の例を示す図である。
【符号の説明】
１…漏洩Ｘ線遮蔽機構、１ａ…Ｘ線カートリッジ、２…Ｘ線源、３（３ａ，３ｂ）…Ｘ線ガイドチューブ、４…マウント台、４ｂ…Ｘ線遮蔽管、５（５ａ，５ｂ）…保護管、６…Ｘ線遮蔽板、６ａ，６ｂ…入射窓、Ｐ…Ｘ線発生点、Ｒｘ…Ｘ線。
【図１】
0004303378.tif 000002
【図２】
0004303378.tif 000003
【図３】
0004303378.tif 000004