JP2000329711A

JP2000329711A - ソーラスリット交換型のｘ線分析装置

Info

Publication number: JP2000329711A
Application number: JP11138452A
Authority: JP
Inventors: Junji Fujimori; 淳二藤森
Original assignee: Rigaku Industrial Corp
Current assignee: Rigaku Corp
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2000-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ソーラスリットの交換のためのスペースを小
さくすることのできるソーラスリット交換型のＸ前分析
装置を提供する。【解決手段】１次Ｘ線Ｂ１が照射された試料Ｓから発
生する２次Ｘ線Ｂ２を検出器６で検出して試料Ｓを分析
するＸ線分析装置において、前記試料Ｓから検出器６ま
での光路に配置される複数の平板状の箔を重ねたソーラ
スリット３を、光路に沿って前後に複数に分割する。そ
れらの分割体３Ａ，３Ｂのうち、少なくとも１つの分割
体３Ａは固定し、他の分割体３Ｂは、駆動機構１２で光
路に進退させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソーラスリットを
交換して感度や分解能を変えられるようにしたソーラス
リット交換型のＸ線分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１次Ｘ線が照射された試料から発生する
蛍光Ｘ線のような２次Ｘ線を検出器で検出して試料を分
析するＸ線分析装置は、試料から発生する２次Ｘ線を集
光する視野制限絞り、集光した２次Ｘ線を平行化する１
次ソーラスリット、２次Ｘ線を分光する分光結晶、分光
した２次Ｘ線を平行化する２次ソーラスリット、および
分光した２次Ｘ線の強度を検出する検出器を備えてい
る。

【０００３】前記ソーラスリットは、複数の平板状の箔
を同一間隔で平行に重ねることにより、箔の間に、互い
に平行で同一間隔の複数のスリットを形成したものであ
り、それらのスリットの向きが２次Ｘ線の光路に沿うよ
うに配置される。Ｘ線分析装置の分解能は、前記ソーラ
スリットの光路方向の長さを一定とすると、２次Ｘ線が
ソーラスリットのスリット中を通過するとき制限される
分散角度で決まるので、高い分解能が要求される場合に
は、前記スリット間隔の狭いソーラスリットが選択され
る。また、前記ソーラスリットの光路方向の長さを一定
とすると、スリット間隔が広いほど２次Ｘ線の減衰が少
くなって感度が高くなるので、分析を行う試料中の元素
が、２次Ｘ線の強度の低いＦ〜Ｃａのような軽元素の場
合には、前記スリット間隔の広いソーラスリットが選択
される。なお、同一スリット間隔でも、ソーラスリット
の光路方向の長さが長いほど分解能は高くなり、長さが
短いほど感度は高くなる。

【０００４】そこで、従来のＸ線分析装置では、高感度
が要求される軽元素の分析に対応するスリット間隔の広
いソラースリットと、高い分解能が要求される重元素の
分析に対応するスリット間隔の狭いソーラスリットと
を、２次Ｘ線の光路と交差する方向に並べ、所定の支持
部材で支持して、その支持部材を光路と交差する方向に
進退させることにより、分析する元素に対応したソーラ
スリットを選択して２次Ｘ線の光路上に配置していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
成では、ソラースリットの交換のために要するスペース
が大きくなり、Ｘ線分析装置を小型化する上で大きなネ
ックとなる。

【０００６】本発明は、以上の事情に鑑みてなされたも
ので、ソーラスリットの交換のためのスペースを小さく
することのできるソーラスリット交換型のＸ線分析装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために、本発明の請求項１に係るソーラスリット交換型
のＸ線分析装置は、１次Ｘ線が照射された試料から発生
する２次Ｘ線を検出器で検出して試料を分析する装置で
あって、前記試料から検出器までの光路に配置される複
数の平板状の箔を重ねたソーラスリットを、光路に沿っ
て前後に複数に分割し、少なくとも１つの分割体を固定
し、他の分割体を光路に進退させる駆動機構を設けてい
る。

【０００８】この構成によれば、可動側の分割体を駆動
機構により光路に進出させると、その分割体の分だけソ
ーラスリットの光路方向の長さが長くなるので、分解能
が高くなり、重元素の分析に対応でき、可動側の分割体
を光路から後退させると、後退した分割体の分だけソー
ラスリットの長さが短くなるので、感度が高くなり、軽
元素の分析に対応できる。また、ソーラスリットの交換
に要するスペースは、駆動機構により光路に進退させら
れる一部の分割体の退避用スペースだけで済むので、ソ
ーラスリットの交換のためのスペースを小さくできる。

【０００９】また、本発明の請求項２に係るソーラスリ
ット交換型のＸ線分析装置は、請求項１の構成におい
て、前記ソーラスリットが２分割され、両分割体は箔間
隔が同一で、それらの箔間隔が箔の重ね方向に互いに箔
間隔の１／２だけずれるように配置される。

【００１０】この構成によれば、可動側の分割体を光路
に進出させると、ソーラスリットの長さは両分割体の長
さを合わせたものとなり、しかも進出させた分割体と固
定側の分割体との間で箔間隔が１／２ずれて実質的な箔
間隔が狭くなるので、固定側の分割体だけの場合に比べ
て分解能が高くなり、重元素の分析に対応できる。ま
た、可動側の分割体を光路から後退させると、ソーラス
リットの光路方向の長さが短くなり、かつ箔間隔が１／
２から１（実際の間隔）に戻るので、感度が高くなり、
軽元素の分析に対応できる。

【００１１】また、本発明の請求項３に係るソーラスリ
ット交換型のＸ線分析装置は、請求項１の構成におい
て、前記ソーラスリットが２分割され、両分割体は、箔
間隔が同一で、それらの箔間隔が箔の重ね方向に同一位
置となるように配置される。

【００１２】この構成によれば、可動側の分割体を光路
に進出させると、ソーラスリットの長さは両分割体の長
さを合わせたものとなるので、固定側の分割体だけの場
合に比べて分解能が高くなり、重元素の分析に対応でき
る。また、可動側の分割体を光路から後退させると、ソ
ーラスリットの光路方向の長さが短くなるので、感度が
高くなり、軽元素の分析に対応できる。

【００１３】また、本発明の請求項４に係るソーラスリ
ット交換型のＸ線分析装置は、請求項３の構成におい
て、各分割体の箔間隔が同一で、ソーラスリットの固定
側の分割体の長さＬに対して、可動側の分割体の長さが
ｎＬ（ｎ＝１，２…）である。

【００１４】この構成によれば、可動側の分割体を光路
に進出させると、ソーラスリットの光路方向の長さは、
固定側の分割体だけの場合の（ｎ＋１）倍となるので、
固定側の分割体だけの場合に比べて分解能は（ｎ＋１）
倍となり、それだけ分解能を高くすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。図１（Ａ）は本
発明の一実施形態であるソーラスリット交換型のＸ線分
析装置の概略の構成の平面図を示し、図１（Ｂ）はその
正面図を示す。本装置は、試料Ｓに１次Ｘ線Ｂ１を照射
するＸ線管１、試料Ｓの測定部位からの２次Ｘ線（蛍光
Ｘ線）Ｂ２のみを後述する検出器６に取り込むように視
野制限する絞り孔をもつ視野制限絞り２、視野制限され
た２次Ｘ線Ｂ２を平行化する１次ソーラスリット３、ブ
ラッグの式を満足する波長の２次Ｘ線Ｂ２のみを入射角
θと同一の回折角θで回折する分光器４、回折した２次
Ｘ線Ｂ３を平行化する２次ソーラスリット５、および２
次Ｘ線Ｂ３の強度を検出する検出器６を備えており、こ
の検出値に基づいて試料Ｓの元素分析がなされる。分光
器４と検出器６とは、図示しないゴニオメータにより、
一定の角度関係を保って回動される。

【００１６】前記視野制限絞り２、１次ソーラスリット
３、分光器４、２次ソーラスリット５、および検出器６
は、ほぼ同一の水平面内に配置され、１次ソーラスリッ
ト３、分光器４、２次ソーラスリット５、および検出器
６は一つの分光室７内に収納される。前記ゴニオメータ
による前記分光器４および検出器６の回動は、前記水平
面内で行われる。これに対して、前記Ｘ線管１は、前記
水平面に対して垂直姿勢からやや傾いた上向き姿勢とさ
れる。これにより、Ｘ線分析装置がコンパクトに構成さ
れる。

【００１７】前記１次ソーラスリット３は、２次Ｘ線Ｂ
１の光路に沿って前後に２分割された同じ長さＬ／２の
分割体３Ａ，３Ｂからなり、これらの分割体３Ａ，３Ｂ
は、図３に示すように、スペーサ８を介して水平方向に
重ねた複数の垂直な平板状の箔９（例えばステンレス箔
など）を断面コ字状のフレーム１０で支持して構成さ
れ、隣接する箔９，９間がスリット１１となる。ここで
は、隣接する箔９の間に所定厚みの２つのスペーサ８が
重ねて介在させてあり、これによって、各分割体３Ａ，
３Ｂの各スリット間隔ｄ、つまり箔間隔が同一（例えば
０．１５ｍｍ）に設定されている。

【００１８】前記両分割体３Ａ，３Ｂは、それらのスリ
ット１１が前記光路に沿う方向に向くように配置され
る。ここでは、図１（Ａ）に示すように、これら両分割
体３Ａ，３Ｂの前記光路方向の長さＬ／２が５０ｍｍと
されている。これら両分割体３Ａ，３Ｂのうち、前方の
分割体３Ａは、分光室７を形成するチャンバ壁に支持さ
れて前記光路上に固定され、後方の分割体３Ｂは、チャ
ンバ壁に支持された駆動機構１２により前記光路に進退
させられる。

【００１９】図２（Ａ）は、図１（Ａ）において、矢印
Ａの方向から見た前記駆動機構１２の構成を示し、図２
（Ｂ）は、その駆動機構１２の底面図を示す。この駆動
機構１２は、駆動源であるモータ１３と、このモータ１
３の回転を直線的な進退動作に変換して前記分割体３Ｂ
に伝達するカム機構１４と、前記分割体３Ｂを前記光路
と直交する水平方向Ｘに進退自在となるように支持する
ガイド部材１５とを備える。

【００２０】前記カム機構１４は、前記分割体３Ｂのフ
レーム１０に取り付けられたカムフォロワ２１と、この
カムフォロワ２１のカム溝２１ａに係合するピン２２を
有する円板２３とからなり、円板２３の中心に前記モー
タ１３の出力軸１３ａが連結されている。前記ガイド部
材１５は、前記光路と直交する水平方向Ｘに向けた一対
のガイドフレーム２４，２４を有し、これらガイドフレ
ーム２４の内向き面に形成された各ガイド溝２４ａに、
前記カムフォロワ２１の両端が摺動自在に係合させてあ
る。このような構成により、前記モータ１３が正逆に回
転すると、カムフォロワ２１が前記ガイド部材１５のガ
イドフレーム２４に沿って前後移動して、カムフォロワ
２１に固定された前記分割体３Ｂが前記光路に進退駆動
される。なお、前記駆動機構１４のモータ１３を、図１
に示す分光室７内に収納するのが困難な場合は、モータ
１３だけを分光室７の外側に配置してもよい。

【００２１】また、前記駆動機構１２で前記光路に進退
駆動される可動側の分割体３Ｂは、光路に進出した状態
で、固定側の分割体３Ａとの間で、それらのスリット１
１の位置が、図４に示すように、箔９の重ね方向にスリ
ット間隔ｄの１／２だけずれるように配置される。

【００２２】前記構成の装置の動作を説明する。Ｘ線分
析を行う試料Ｓ中の元素がＦ〜Ｃａのような軽元素であ
る場合、１次ソーラスリット３の可動側の分割体３Ｂ
を、図４に鎖線で示すように、駆動機構１２により２次
Ｘ線Ｂ２の光路から後退させた状態、すなわち固定側の
分割体３Ａだけを前記光路上に配置した状態で、以下の
ようにＸ線分析が行われる。まず、図１のＸ線管１から
発生した１次Ｘ線Ｂ１が試料Ｓに照射される。試料Ｓか
らは、２次Ｘ線Ｂ２として試料Ｓ中の元素の蛍光Ｘ線が
発生する。

【００２３】前記蛍光Ｘ線Ｂ２は、視野制限絞り２によ
り視野制限され、このとき固定側の分割体３Ａだけで構
成される１次ソーラスリット３により平行化され、分光
器４によりブラッグの式を満足する所定の波長の蛍光Ｘ
線Ｂ２のみが入射角θと同一の回折角θで回折される。
回折された蛍光Ｘ線Ｂ３は、２次ソーラスリット５によ
り平行化され、検出器６により蛍光Ｘ線Ｂ３が検出され
る。

【００２４】この場合、１次ソーラスリット３の光路方
向の長さはＬ／２（＝５０ｍｍ）となるので、同じスリ
ット間隔（箔９の間隔）ｄをもつ長さＬ（＝１００ｍ
ｍ）のソーラスリットを配置する場合に比べて、装置の
感度が２倍高くなる。その結果、比較的強度の低い軽元
素の蛍光Ｘ線Ｂ２であっても、感度よくＸ線分析を行う
ことができる。なお、この場合の１次ソーラスリット３
は、隣接する箔９の間に前記スペーサ８（図３）を３つ
重ねて介在させたスリット間隔ｄ（＝約０．３０ｍｍ）
とし、長さをＬ（＝１００ｍｍ）としたソーラスリット
と同等の能力となる。

【００２５】また、このとき、光路から可動側の分割体
３Ｂを退避させておくのに必要なスペースは、その分割
体３Ｂの１つ分のスペースだけでよく、余分なスペース
を小さく抑えることができるので、図１に示すようなコ
ンパクト型のＸ線分析装置に適用して、装置のコンパク
ト化をより容易にすることができる。

【００２６】一方、Ｘ線分析を行う試料Ｓ中の元素がＴ
ｉ〜Ｕのような重元素である場合、１次ソーラスリット
３の可動側の分割体３Ｂを、図４に実線で示すように、
駆動機構１２により２次Ｘ線Ｂ２の光路に進出させた状
態、すなわち２つの分割体割体３Ａ，３Ｂを光路に沿う
方向に並べて配置した状態で、同様にしてＸ線分析が行
われる。ただし、このとき、先述したように、前後の分
割体３Ａ，３Ｂのスリット間隔（箔９の間隔）ｄは、箔
９の重ね方向に互いにスリット間隔の１／２だけずれる
ように配置される。

【００２７】この場合、１次ソーラスリット３の光路方
向の長さは、２つの分割体３Ａ，３Ｂを合わせた長さＬ
（＝１００ｍｍ）、すなわち固定側の分割体３Ａだけの
場合の２倍となり、しかも進出させた可動側の分割体３
Ｂと固定側の分割体３Ａとの間でスリット間隔が１／２
ずれて実質的なスリット間隔が狭くなるので、固定側の
分割体３Ａだけの場合に比べて分解能は約４倍になる。
つまり、分解能は、２次Ｘ線Ｂ２の平行度を示すスリッ
ト１１内の通路角度θに対応しており、θが小さい程分
解能が高くなる。この通路角度θは、固定側の分割体３
Ａのみの場合をθ１とすると、可動側の分割体３Ｂも使
用した場合のθ２は、θ１の約１／４になる。その結
果、比較的強度の高い重元素の蛍光Ｘ線Ｂ２について
も、高い分解能でＸ線分析を行うことができる。なお、
この場合の１次ソーラスリット３は、隣接する箔９の間
に前記スペーサ８（図３）を１つ介在させたスリット間
隔とし、長さをＬ（＝１００ｍｍ）としたソーラスリッ
トと同等の能力となる。

【００２８】図５は、本発明の第２の実施形態であるソ
ーラスリット交換型のＸ線分析装置における１次ソーラ
スリット３の概略の構成を示す平面図である。この実施
形態でも、１次ソーラスリット３が、２次Ｘ線Ｂ２の光
路に沿って前後に２つに分割され、一方の分割体３Ａは
固定で、他方の分割体３Ｂは図示しない駆動機構により
光路に進退可能とされることは同じである。

【００２９】しかし、この場合には、両分割体３Ａ，３
Ｂを合わせた光路方向の長さをＬとすると、固定側の分
割体３Ａの長さは０．３Ｌ、可動側の分割体３Ｂの長さ
は０．７Ｌとされている点が異なる。また、可動側の分
割体３Ｂを光路に進出させた状態で、両分割体３Ａ，３
Ｂのスリット間隔が箔９の重ね方向に同一位置となるよ
うに、可動側の分割体３Ｂが配置される点も異なる。可
動側の分割体３Ｂを進退駆動する駆動機構や、Ｘ線分析
装置の全体の構成などは、先の実施形態の場合と同じで
ある。

【００３０】この装置の場合、可動側の分割体３Ｂを後
退させた状態では、固定側の分割体３Ａの長さ０．３Ｌ
が１次ソーラスリット３の長さとなり、１次ソーラスリ
ット３の長さがＬ／２となる先の実施形態の場合に比べ
て、感度がより高くなる。また、可動側の分割体３Ｂを
光路に進出させた場合、１次ソーラスリット３の長さは
０．３ＬからＬと長くなるので、固定側の分割体３Ａだ
けの場合に比べて、装置の分解能が３倍以上に高くな
る。

【００３１】図６は、本発明の第３の実施形態であるソ
ーラスリット交換型のＸ線分析装置における１次ソーラ
スリット３の概略の構成を示す平面図である。この実施
形態でも、１次ソーラスリット３が、２次Ｘ線Ｂ２の光
路に沿って前後に２つに分割され、一方の分割体３Ａは
固定で、他方の分割体３Ｂは図示しない駆動機構により
光路に進退可能とされること、および両分割体３Ａ，３
Ａの光路方向の長さが同じ（ここではＬ）であること
は、第１の実施形態の場合と同じである。

【００３２】しかし、この場合には、可動側の分割体３
Ｂを光路に進出させた状態で、両分割体３Ａ，３Ｂのス
リット間隔が箔９の重ね方向に同一位置となるように、
可動側の分割体３Ｂが配置される点が異なる。可動側の
分割体３Ｂを進退駆動する駆動機構や、Ｘ線分析装置の
全体の構成などは、第１の実施形態の場合と同じであ
る。

【００３３】この装置の場合、可動側の分割体３Ｂを退
避させた状態では、固定側の分割体３Ａの長さＬが１次
ソーラスリット３の長さとなって感度が向上し、可動側
の分割体３Ｂを光路に進出させた場合、１次ソーラスリ
ット３の長さはＬから２Ｌと２倍になるので、装置の分
解能が２倍に高くなる。

【００３４】図７は、本発明の第４の実施形態であるソ
ーラスリット交換型のＸ線分析装置における１次ソーラ
スリット３の概略の構成を示す平面図である。この実施
形態でも、１次ソーラスリット３が、２次Ｘ線Ｂ２の光
路に沿って前後に２つに分割され、一方の分割体３Ａは
固定で、他方の分割体３Ｂは図示しない駆動機構により
光路に進退可能とされることは、第１の実施形態の場合
と同じである。

【００３５】しかし、この場合には、固定側の分割体３
Ａの長さＬに対して、可動側の分割体３Ｂの長さは２倍
の２Ｌとされている点が異なる。また、可動側の分割体
３Ｂを光路に進出させた状態で、両分割体３Ａ，３Ｂの
スリット間隔が箔９の重ね方向に同一位置となるよう
に、可動側の分割体３Ｂが配置される点も第１の実施形
態の場合と異なる。可動側の分割体３Ｂを進退駆動する
駆動機構や、Ｘ線分析装置の全体の構成などは、第１の
実施形態の場合と同じである。

【００３６】この装置の場合、可動側の分割体３Ｂを退
避させた状態では、固定側の分割体３Ａの長さＬが１次
ソーラスリット３の長さとなって感度が向上し、可動側
の分割体３Ｂを光路に進出させた場合、１次ソーラスリ
ット３の長さはＬから３Ｌと３倍になるので、装置の分
解能が３倍に高くなる。この実施形態や、先の第３の実
施形態から明らかなように、固定側の分割体３Ａの長さ
Ｌに対して、可動側の分割体３Ｂの長さを整数倍ｎ（ｎ
＝１，２…）に設定すると、固定側の分割体３Ａだけの
場合に比べて、可動側の分割体３Ｂも加わったときの分
解能は（ｎ＋１）倍に高くすることができる。

【００３７】なお、前記各実施形態では、１次ソーラス
リット３を２分割した場合について説明したが、これに
限らず、複数に分割し、そのうちの少なくとも１つの分
割体を固定とし、他の分割体を光路に進退させるように
してもよい。また、前記各実施形態では、１次ソーラス
リット３を分割した場合について説明したが、図１の２
次ソーラスリット５を同様の構成としてもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明のソーラスリット
交換型のＸ線分析装置によれば、試料から検出器までの
光路に配置される複数の平板状の箔を重ねたソーラスリ
ットを、光路に沿って前後に複数に分割し、少なくとも
１つの分割体を固定し、他の分割体を光路に進退させる
駆動機構を設けたため、一部の分割体を光路に進出させ
たり、光路から後退させることにより、装置の分解能を
高くしたり感度を高くするなどの選択が可能で、ソーラ
スリットの交換に要するスペースは、駆動機構により光
路に進退させられる一部の分割体の退避用スペースだけ
で済むので、ソーラスリットの交換のためのスペースを
小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係るＸ線分
析装置の概略構成を示す平面図、（Ｂ）は同Ｘ線分析装
置の正面図である。

【図２】（Ａ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ方向から見た１次
ソーラスリットの駆動機構を示す正面図、（Ｂ）は同駆
動機構の底面図である。

【図３】同１次ソーラスリットにおける分割体の正面図
である。

【図４】同１次ソーラスリットの概略構成を示す平面図
である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係るＸ線分析装置に
おける１次ソーラスリットの概略構成を示す平面図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施形態に係るＸ線分析装置に
おける１次ソーラスリットの概略構成を示す平面図であ
る。

【図７】本発明の第４の実施形態に係るＸ線分析装置に
おける１次ソーラスリットの概略構成を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１…Ｘ線管、２…視野制限絞り、３…１次ソーラスリッ
ト、３Ａ，３Ｂ…分割体、５…２次ソーラスリット、６
…検出器、９…箔、１２…駆動機構、Ｓ…試料、Ｂ１…
１次Ｘ線、Ｂ２，Ｂ３…２次Ｘ線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次Ｘ線が照射された試料から発生する
２次Ｘ線を検出器で検出して試料を分析するＸ線分析装
置であって、前記試料から検出器までの光路に配置され
る複数の平板状の箔を重ねたソーラスリットを、光路に
沿って前後に複数に分割し、少なくとも１つの分割体を
固定し、他の分割体を光路に進退させる駆動機構を設け
たソーラスリット交換型のＸ線分析装置。
【請求項２】請求項１において、前記ソーラスリット
は２分割され、両分割体は箔間隔が同一で、それらの箔
間隔が箔の重ね方向に互いに箔間隔の１／２だけずれる
ように配置されるスリット交換型のＸ線分析装置。
【請求項３】請求項１において、前記ソーラスリット
は２分割され、両分割体は、箔間隔が同一で、それらの
箔間隔が箔の重ね方向に同一位置となるように配置され
るスリット交換型のＸ線分析装置。
【請求項４】請求項３において、各分割体は箔間隔が
同一で、ソーラスリットの固定側の分割体の長さＬに対
して、可動側の分割体の長さがｎＬ（ｎ＝１，２…）で
あるスリット交換型のＸ線分析装置。