JP2008170347A - Ｘ線分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】資料中の含有量が多い元素から発せられる２次Ｘ線の影響で、含有量が少ない元素の分析精度が低下することがないＸ線分析装置を提供する。
【解決手段】２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットするフィルタ膜３３を有する２次フィルタ３０を、試料の載置部及び２次Ｘ線の検出手段の間に設ける。フィルタ膜３３は長手方向にスライドするスライド体３１に形成された開口３２の一部を覆って設け、検出手段に２次Ｘ線を入射させる入射窓１６ａをフィルタ膜３３が覆う位置と覆わない位置との間で、スライド体３１を移動させる。スライド体３１に第１シャフト３４を突設し、支軸５１を中心に回動する回動板５０を当接させて押動することによりスライド体３１を一方向に移動させ、ねじりコイルバネ４０の付勢によりスライド体３１を他方向へ移動させる。Ｘ線分析を行わない場合には、フィルタ膜３３が入射窓１６ａを覆う位置にスライド体３１を移動させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ線の照射により生じる２次Ｘ線を検出することによって試料の分析を行うＸ線分析装置に関する。

従来、試料の組成（元素）を分析する装置として、試料にＸ線を照射して組成を分析するＸ線分析装置が利用されている。Ｘ線分析装置は、Ｘ線を試料に照射した際に生じる蛍光Ｘ線（２次Ｘ線）を検出器にて検出し、検出した２次Ｘ線のスペクトル分布などから、試料に含まれる元素の特定及びこの元素の濃度の算出等を行うことができる。例えば、銅に含まれる鉛又はカドミウム等の有害元素の濃度分析を行うことができる。

特許文献１においては、物体が被覆材で覆われた試料にＸ線を照射して、これにより生じる蛍光Ｘ線強度及び散乱Ｘ線強度を計測し、物体の蛍光Ｘ線強度及び試料の厚さの対応関係と、物体の散乱Ｘ線強度及び試料の厚さの対応関係とを基に、物体の蛍光Ｘ線強度の計測値に対応する試料の厚さを決定し、決定した試料の厚さに対応する物体の散乱Ｘ線強度を決定し、決定した物体の散乱Ｘ線強度及び計測した散乱Ｘ線強度に基づいて被覆材の散乱Ｘ線強度を算出し、算出した被覆材の散乱Ｘ線強度を用いて被覆材の蛍光Ｘ線強度の計測値を補正することにより、被覆材の定量分析を正確に行うことができるＸ線分析装置が提案されている。

特許文献２においては、軸線方向に延びる柱状部及びこの一端の外周に設けられた鍔部からなる高純度シリコン部材と、この高純度シリコン部材の両端面にそれぞれ形成した極性の異なる電極とを備え、鍔部の電極が形成されていない側の端面に、径方向に内向きの面方向成分を有する電解が発生しない無電界面を形成することにより、漏れ電流を抑制することができると共にコンパクト化を図ることができる放射線検出素子が提案されている。この放射線検出素子は、Ｘ線分析装置の検出器に利用することができる。
特開２００５−１９５３６４号公報 特開２００６−２１０４４１号公報

上述のようなＸ線分析装置では、検出器にて検出される２次Ｘ線の強度が強いほど分析の精度を高めることができる。しかし、複数の元素を含有する試料の分析を行う場合、例えば銅に含まれる鉛の濃度分析を行う場合においては、試料にＸ線を照射することによって銅と鉛との両方からそれぞれ２次Ｘ線が発生し、検出器にて検出される。このため、試料中の銅の含有量が鉛の含有量に比べて多い場合、銅からの多量の２次Ｘ線により鉛の分析精度及び分析感度等を十分に高めることができないという問題がある。

この問題に対して、Ｘ線の照射手段と試料との間に配設されたフィルタを有し、試料に照射されるＸ線から特定のエネルギー成分をカットすることによって、例えば銅から発生する２次Ｘ線の量を低減し、鉛の分析精度を高めることができるＸ線分析装置が実用化されている。しかしながら、試料に照射されるＸ線の特定エネルギー成分をフィルタによってカットする構成では十分な効果が得られず、分析精度の向上に限界があった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、被照射体から発せられる２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットするフィルタを移動体に保持させ、被照射体が載置される載置部及び２次Ｘ線を検出する検出手段の間にフィルタを進退させるように移動体を移動させて、フィルタによる２次Ｘ線の特定エネルギー成分のカットを行うか否かを切り替える構成とすることにより、分析を阻害する２次Ｘ線の特定エネルギー成分が検出されることを確実に阻止できるとともに、フィルタによるカットを行うか否かを必要に応じて簡単に切り替えることができるＸ線分析装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、被照射体の分析を行わない場合には、載置部及び検出手段の間の位置にフィルタが進出する位置へ移動体を移動させる構成とすることにより、装置の未使用時に２次Ｘ線の検知手段をフィルタにより保護することができるＸ線分析装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、開口が形成された板状の移動体に開口の一部を覆うようにフィルタを保持させると共に、開口のフィルタに覆われた部分と覆われていない部分とを移動体の移動方向に並ぶように設ける構成とすることにより、移動体及びフィルタの構造が簡単であり、容易に小型化することができるＸ線分析装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、移動体には移動方向に交差する方向へ突起を突設し、この突起に回動体を当接させて移動体を押動すると共に、移動体を回動体による押動方向の反対側へ付勢する構成とすることにより、移動体を移動させる機構を簡単に実現することができるＸ線分析装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、被照射体からの２次Ｘ線の検出結果に応じて移動体の移動を行う構成とすることにより、フィルタによる２次Ｘ線の特定エネルギー成分のカットを自動的に行うことができるＸ線分析装置を提供することにある。

第１発明に係るＸ線分析装置は、被照射体が載置される載置部と、該載置部に載置された被照射体へＸ線を照射する照射手段と、前記被照射体にＸ線が照射されたことにより生じる２次Ｘ線を検出する検出手段とを備え、前記被照射体の分析を行うＸ線分析装置において、２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットする一又は複数のフィルタと、該フィルタを保持し、前記載置部及び前記検出手段の間に前記フィルタを進退させるように移動する移動体と、該移動体を駆動する駆動手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、被照射体を載置する載置部及び２次Ｘ線を検出する検出手段の間に、２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットするフィルタを配する。これにより、分析を阻害する２次Ｘ線の特定エネルギー成分をより効果的にカットすることが可能となる。ただし、分析対象の被照射体によってはフィルタを用いずに分析を行う必要が生じる可能性があるため、フィルタを保持した移動体を載置部及び検出手段の間にフィルタが進退するように移動させることによって、フィルタを用いるか否かを切り替えることができる。また、移動体に複数のフィルタを保持させることも可能であり、この場合には分析対象の被写体の種類又は分析目的等に応じて、複数のフィルタを切り替えることができる。

また、第２発明に係るＸ線分析装置は、被照射体の分析を行わない場合に、前記載置部及び前記検出手段の間に前記フィルタが進出する位置へ、前記移動体が移動するようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、被照射体の分析を行わない場合に、載置部及び検出手段の間にフィルタが進出する位置へ移動体を移動させる。Ｘ線分析装置の未使用時に２次Ｘ線の検出手段に塵埃などが付着すると、検出手段による検出の精度が低下する虞がある。フィルタが載置部及び検出手段の間にある場合には、検出手段をフィルタが覆う状態となるため、検出手段に塵埃などが付着し難くなる。よって、Ｘ線分析装置の未使用時に検出手段をフィルタで覆って塵埃が付着することを防止することにより、検出手段の精度低下を防止できる。

また、第３発明に係るＸ線分析装置は、前記移動体が、開口が形成された板状をなし、前記開口の一部を覆うように前記フィルタを保持しており、前記開口の前記フィルタに覆われた部分及び覆われない部分が、移動方向に並べて設けてあることを特徴とする。

本発明においては、移動体の形状を開口が形成された板状とする。２次Ｘ線の検出は、載置部及び検出手段の間の距離が短いほど精度よく行うことができるため、Ｘ線分析装置ではこの距離を可能な限り短くしてある。よって、載置部及び検出手段の間に配設する移動体を板状とすることにより、感度向上のため短距離化すべき載置部及び検出手段の間に効率よく配設し、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることが可能となる。また、移動体の開口の一部を覆うようにフィルタを保持することによって、開口を通過する２次Ｘ線の特定エネルギー成分をフィルタでカットすることができる。このとき、開口のフィルタに覆われた部分と覆われていない部分とを移動体の移動方向に並べて設けることによって、移動体を移動させてフィルタを利用するか否かの切替を容易に行うことができる。

また、第４発明に係るＸ線分析装置は、移動方向に交差する方向へ前記移動体に突設された突起と、支軸を中心に回動し、回動に伴って前記突起に当接して前記移動体を押動する回動体と、該回動体による押動方向の反対側へ前記移動体を付勢する付勢手段とを備え、前記駆動手段は、前記回動体を回動させて前記移動体を移動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、移動体には移動方向に交差する方向へ突起を突設する。また、支軸を中心に回動して移動体の突起に当接する回動体を設け、回動に伴って回動体が移動体を押動する構成とする。これにより、モータなどの回転を移動体の移動に変換し、移動体を一の方向へ容易に移動させることができる。更に、回動体による押動方向の反対方向へ移動体をバネなどで付勢することにより、移動体を他の方向へ容易に移動させることができる。よって、移動体を移動させる機構を簡単に実現でき、容易に小型化することができる。

また、第５発明に係るＸ線分析装置は、前記駆動手段が、前記検出手段の検出結果に応じて、前記移動体を移動させるようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、被照射体からの２次Ｘ線の検出結果に応じて移動体を移動させる。検出した２次Ｘ線に特定エネルギー成分が極端に多く含まれている場合、他の成分の分析精度が低下する虞があるため、例えば検出した２次Ｘ線の特定エネルギー成分の強度が予め定められた閾値を超える場合などに、自動的に移動体を移動させることによって、フィルタによる特定エネルギー成分のカットを自動的に行わせることができる。

第１発明による場合は、被照射体を載置する載置部及び２次Ｘ線を検出する検出手段の間に、２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットするフィルタを設ける構成とすることにより、分析を阻害する２次Ｘ線の特定エネルギー成分を効果的にカットすることができるため、分析の精度を高めることができる。また、フィルタを移動体に保持させ、載置部及び検出手段の間にフィルタを進退させるように移動体を移動させる構成とすることにより、フィルタによる２次Ｘ線の特定エネルギー成分のカットを行うか否かを容易に切り替えることができるため、Ｘ線分析装置の利便性を向上できる。よって、ユーザが使用しやすく、分析精度の高いＸ線分析装置を提供することができる。

また、第２発明による場合は、被照射体の分析を行わない場合に、載置部及び検出手段の間にフィルタが進出する位置へ移動体を移動させる構成とすることにより、Ｘ線分析装置の未使用時に検出手段に塵埃などが付着することを防止できるため、検出手段の検出精度が低下することを防止でき、分析の精度を高めることができる。

また、第３発明による場合は、移動体の形状を開口が形成された板状とすることにより、載置部及び検出手段の短い距離の間に効率よく配設することができる。また、移動体の開口の一部を覆うようにフィルタを保持させると共に、開口のフィルタに覆われた部分と覆われていない部分とを移動体の移動方向に並べて設ける構成とすることにより、移動体を移動させてフィルタを利用するか否かの切替を行うことができるため、切り替えを行うために大掛かりな機構を必要としない。よって、Ｘ線分析装置を大型化することなくフィルタによる２次Ｘ線の特定エネルギー成分のカット及びフィルタの切り替えを行うことができる。

また、第４発明による場合は、移動体には移動方向に交差する方向へ突起を突設し、支軸を中心に回動して移動体の突起に当接する回動体を設け、回動に伴って回動体が移動体を一の方向へ押動すると共に、この反対方向へ移動体を付勢する手段を設ける構成とすることにより、モータなどの動力により移動体を移動させる機構を容易に実現することができるため、Ｘ線分析装置を大型化することなくフィルタの切り替えを行うことができる。

また、第５発明による場合は、被照射体からの２次Ｘ線の検出結果に応じて移動体を移動させる構成とすることにより、フィルタによる特定エネルギー成分のカットを自動的に行わせることができるため、Ｘ線分析装置の利便性を向上することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係るＸ線分析装置の構成を示す模式図である。図において１はＸ線分析装置の箱型をなす本体部であり、本体部１の下部にはＸ線を発生させるＸ線源２が設けられており、本体部１の上部には分析対象となる試料（被照射体）１００を大気圧雰囲気で収容する試料収容箱３が設けてある。試料収容箱３は、試料１００を載置する載置部１０が設けられた底壁４と、底壁４の周囲に設けられた周壁５と、周壁５の上部に開閉自在に設けられた蓋６とを有する構成である。底壁４にはＸ線、蛍光Ｘ線（２次Ｘ線）及び可視光線等を透過させる合成樹脂などの隔膜８で閉じられたＸ線透過窓７が形成してあり、隔膜８及び底壁４のＸ線透過窓７近傍を載置部１０として、載置部１０に試料１００を載置することができるようにしてある。

また、Ｘ線分析装置の本体部１内には、Ｘ線源２から発生したＸ線をＸ線透過窓７の隔膜８を透過して試料１００へ導くＸ線導管１１が立設してある。本体部１内の上部には、Ｘ線透過窓７の周囲から下方へ凸状に湾曲し、略中央にＸ線導管１１が挿通された湾曲板１２が設けてあり、湾曲板１２とＸ線透過窓７及び隔膜８との間の空間を密閉されたＸ線照射空間１３としてある。Ｘ線照射空間１３内は真空に保つことが好ましく、これにより２次Ｘ線の減衰などを防止することができる。

Ｘ線導管１１は載置部１０に載置された試料１００に近接するように配置され、ガラスなどにより形成されたモノキャピラリで構成してあり、Ｘ線源２が発生したＸ線をその内周面で全反射して収束し、例えば１０μｍ程度の細いビーム径に絞りつつ導き、細いビーム径のＸ線をＸ線透過窓７の隔膜８を透過して載置部１０に載置された試料１００へ向けて照射するようにしてある。なお、本実施の形態においては、Ｘ線照射手段としてＸ線導管１１を用いてＸ線を所定の径に絞って照射する構成としているが、前記Ｘ線導管に代えてポリキャピラリ又はコリメータなどの他のＸ線ガイド部材を用いて所定の径に絞ることもできる。

また、Ｘ線照射空間１３内には、Ｘ線導管１１から試料１００にＸ線（１次Ｘ線）を照射することにより発生した２次Ｘ線を検出する半導体検出器などの検出手段１５と、検出手段１５に対向して配設されて、検出手段１５に入射する２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットする２次フィルタ３０と、Ｘ線透過窓７及び隔膜８の近傍を可視光線で照射する照明器（図示は省略する）と、Ｘ線導管１１の周囲に配設されて、試料１００からの光をＸ線導管１１の軸心と略直交する方向へ反射させる反射体１７と、この反射体１７により反射した光を集光する集光レンズ１８とが収容してある。

検出手段１５は、例えば高純度シリコン結晶を用いた高純度シリコン検出素子又はリチウムドラフト型のシリコン半導体検出素子等によるものであり、湾曲板１２を挿通してＸ線照射空間１３に挿入され、載置部１０に載置された試料１００に対向する状態で近接させて設けられている。検出手段１５は、円筒形のハウジング１６の一端部（Ｘ線照射空間１３側）に収容された状態で、Ｘ線導管１１に対して一側方に配設してある。Ｘ線源２から発生したＸ線を試料１００に近接して対向させたＸ線導管１１の上端から載置部１０に載置された試料１００へ向けて照射することにより２次Ｘ線が発生し、この２次Ｘ線がＸ線照射空間１３内で検出手段１５により検出される。なお、本実施の形態においては、１次Ｘ線を載置部１０に載置された試料１００に対して略垂直に照射し、この照射軸と略４５°の確度で検出手段１５を配設しているが、１次Ｘ線の照射角度及び２次Ｘ線の検出角度はこれらの角度に限定されるものではない。

集光レンズ１８は、湾曲板１２を挿通してＸ線照射空間１３に挿入される態様で設けられた円筒形のハウジング１９の一端部（Ｘ線照射空間１３側）に収容された状態で、Ｘ線導管１１に対して検出手段１５と反対側に配設してある。ハウジング１９の他端部には、載置部１０に載置された試料１００を撮像するＣＣＤカメラ２０が設けてある。集光レンズ１８は、その光軸が後述の反射体１７の反射面に対して略４５°となるように配設してあり、反射体１７にて反射された光を集光レンズ１８が集光し、集光レンズ１８により集光された光がＣＣＤカメラ２０の受光部に入光し、ＣＣＤカメラ２０にて撮像されるようにしてある。

反射体１７は、略中央に長孔形に切りかかれた挿通部を有する鏡からなり、中央の挿通部にＸ線導管１１が挿通され、Ｘ線導管１１の軸周りで試料１００の像を反射することができるように反射面を上向きにして、集光レンズ１８のハウジング１９に支持されている。即ち、Ｘ線導管１１の周囲に、Ｘ線導管１１の軸心に対して略４５°となる角度で配設してあり、試料１００からの光（可視光線）をＸ線導管１１の軸心に対して略４５°となる角度で反射させるように配設してある。反射体１７にて反射された試料１００の像をＣＣＤカメラ２０にて撮像することによって、Ｘ線導管１１によるＸ線の照射位置を照射方向と同軸でＣＣＤカメラ２０が撮像することができる。なお、本実施の形態においては、Ｘ線の照射位置をＸ線導管１１の照射方向と同軸で撮像する構成を示すが、この構成に限るものではない。また、Ｘ線の照射位置を同軸で撮像する場合であっても、反射体１７での反射角度を４５°以外の角度としてもよい。

検出手段１５が検出した検出値は、この検出値に基づいて２次Ｘ線の強度などを計測する計測部２５に与えられ、計測部２５にて計測された２次Ｘ線の強度などの計測データは、コンピュータ２６へ与えられるようにしてある。また、ＣＣＤカメラ２０が撮像した画像データはコンピュータ２６へ与えられるようにしてある。分析者は、コンピュータ２６を用いることによって、Ｘ線分析装置を操作することができると共に、Ｘ線分析装置による試料１００の分析結果をコンピュータ２６にて確認することができるようにしてある。

また、本発明に係るＸ線分析装置は、分析精度の向上を目的として、Ｘ線照射空間１３内に収容された２次フィルタ３０を備えている。２次フィルタ３０は、Ｘ線導管１１からのＸ線の照射によって試料１００から発せられる２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットし、検出手段１５が２次Ｘ線の特定エネルギー成分を検出することを抑制するものである。よって、２次フィルタ３０は、試料１００が載置される載置部１０と検出手段１５との間の狭小空間に、検出手段１５に対向するように配設してある。また、分析者がコンピュータ２６を操作することによって、２次フィルタ３０による２次Ｘ線の特定エネルギー成分のカットを行うか否かを選択的に切り替えることができるようにしてある。以下、２次フィルタ３０の構成について説明する。

図２及び図３は、本発明に係るＸ線分析装置の２次フィルタ３０の構成を示す斜視図であり、２次フィルタ３０と共にＸ線導管１１などを図示してあり、試料収容箱３、湾曲板１２、反射体１７及び集光レンズ１８等については図示を省略してある。また、（ａ）に全体図を示し、（ｂ）に一部拡大図を示してある。図４は、２次フィルタ３０の動作を説明するための模式図である。また、図５及び図６は、本発明に係るＸ線分析装置の要部構成を示す断面図であり、図５には全体図を示し、図６には図５の破線で囲まれた部分を拡大して図示してある。

２次フィルタ３０は、長い板状をなすスライド板３１を有しており、スライド板３１の略中央には、スライド板３１の長手方向に長い略長方形の開口３２が形成してある。詳細は後述するが、スライド板３１は、Ｘ線照射空間１３内にて長手方向にスライド可能となるように、検出手段１５が収容されるハウジング１６の端部に固定された窓部材１６ｂに保持されている。スライド板３１は、開口３２を通過する２次Ｘ線の特定エネルギー成分、例えば銅元素から発せられる２次Ｘ線を吸収又は反射することでカットし、その他の成分を透過させる性質を有する金属膜などのフィルタ膜３３（図２（ａ）及び図３（ａ）では図示を省略してある）を保持している。スライド板３１の開口３２には、長手方向の略中央から一側にかけてフィルタ膜３３に覆われた部分と、略中央から他側にかけてフィルタ膜に覆われていない部分とが設けてある。これにより、開口３２のフィルタ膜３３に覆われた部分を通過する２次Ｘ線については特定エネルギー成分をカットし、フィルタ膜３３に覆われていない部分を通過する２次Ｘ線についてはカットしないようにしてある。

検出手段１５が収容されたハウジング１６の端面に固定された窓部材１６ｂの中央には、ハウジング１６内に２次Ｘ線を入射させるための略円形の入射窓１６ａが形成してあり、検出手段１５が入射窓１６ａから入射した２次Ｘ線を検出するようにしてある。２次フィルタ３０は、入射窓１６ａの正面に、ハウジング１６の端面及び窓部材１６ｂに略平行に近接して設けられており、スライド板３１の開口３２を通して入射窓１６ａに２次Ｘ線が入射するようにしてある。また、略円形をなす入射窓１６ａの大きさは、略長方形をなす開口３２の大きさの半分程度にしてあり、図２に示すようにフィルタ膜３３が載置部１０及び検出手段１５の間に進出する位置、即ちフィルタ膜３３が試料１００から入射窓１６ａに入射する２次Ｘ線の入射経路上に進出する位置へスライド板３１を移動させることによって、入射窓１６ａから検出手段１５へ入射する２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットすることができる。逆に、図３に示すように、フィルタ膜３３が試料１００から入射窓１６ａに入射する２次Ｘ線の入射経路上に進出しない位置へスライド板３１を移動させることによって、特定エネルギー成分をカットされることなくフィルタ膜３３に覆われていない開口３２の略半分の部分を通過した２次Ｘ線を入射窓１６ａから検出手段１５へ入射させることができるようにしてある。

また、スライド板３１の一の面には、長手方向の一端側に、丸棒状の第１シャフト３４が一の面に対して略４５°の角度で突設してある。また、スライド板３１の他の面には、長手方向の両端側に、丸棒状の第２シャフト３５が他の面に対して略垂直にそれぞれ突設してある。

スライド板３１は、窓部材１６ｂに支持固定された２つの保持部４５が２つの第２シャフト３５をそれぞれ保持することによって、スライド可能に保持されている（図２、図３においては図示を省略してある）。各保持部４５には、スライド板３１のスライド方向に長い形状をなすスライド溝４５ａがそれぞれ形成してあり、スライド溝４５ａにて第２シャフト３５をそれぞれ保持するようにしてある。スライド板３１は、第２シャフト３５がスライド溝４５ａによって案内されて再現性よくスライドして移動でき、図４（ａ）に示す一端側から図４（ｂ）に示す他端側までの範囲で移動できるようにしてある。例えば、図４（ａ）に示す位置をフィルタ膜３３により２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットする位置とし、図４（ｂ）に示す位置をカットしない位置とすることによって、上述のように２次フィルタ３０の切り換えを実現できる。

２次フィルタ３０をスライド可能に保持する湾曲板１２には、略円柱形のバネ固定部１２ａが２次フィルタ３０のスライド板３１に対して略垂直に突設してあり、バネ固定部１２ａにはねじりコイルバネ４０が巻装してある。ねじりコイルバネ４０は、金属線をコイル状に巻回したものであり、金属線の両端部がそれぞれ接線方向に延出してあり、この両端部に加えられた金属線の巻回方向又はその反対方向への力に対する復元力を発生させることができる。ねじりコイルバネ４０の一端部は固定され、他端部は２次フィルタ３０のスライド板３１に突設された２つの第２シャフト３５のうちの１つに当接するようにしてあり、後述する初期状態で２次フィルタ３０を図２に示す位置に移動させるように付勢してある。

また、本実施の形態に係るＸ線分析装置は、長い板状をなして一端に支軸５１に連結された回動板５０を備えている。回動板５０は支軸５１を中心に回動するようにしてあると共に、他端が２次フィルタ３０の第１シャフト３４の周面に当接可能なようにＸ線照射空間１３内に配設してある。支軸５１は図示しないＤＣモータなどの回転動力源に接続してあり、ＰＣ２６が回転動力源の回転方向及び回転量を制御することによって、回動板５０の回動を制御するようにしてある。回動板５０を回動させることにより、２次フィルタ３０の第１シャフト３４に当接した他端がスライド板３１を押動することができ、図３に示す位置にスライド板３１をスライドさせることができるようにしてある。また、回動板５０の他端には円板状の回転体５２が回転可能に設けてあり、回転体５２の周面が２次フィルタ３０の第１シャフト３４の周面に当接して押動するようにしてある。これにより、２次フィルタ３０に対する回動板５０の当接及び押動を円滑に行うことができる。

本実施の形態に係るＸ線分析装置では、図２に示すように２次フィルタ３０のフィルタ膜３３が載置部１０及び検出手段１５の間に進出した位置、即ちフィルタ膜３３がハウジング１６の入射窓１６ａを覆う位置を初期状態としてあり、Ｘ線分析装置の電源オフ時又は一定時間Ｘ線を照射していない場合等のＸ線分析を行っていない場合にはこの初期状態となるように、回動板５０を所定位置に回動させるようにしてある。また、試料１００からの２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットしてＸ線分析を行う場合にも、図２に示す位置に２次フィルタ３０を移動させるように、回動板５０を所定位置に回動させるようにしてある。

これに対して、２次Ｘ線の特定エネルギー成分のカットを行わずにＸ線分析を行う場合には、回動板５０を第１シャフト３４の方向へ回動させて回動板５０の回転体５２を第１シャフト３４に当接させ、第１シャフト３４を押動することによりスライド板３１をスライドさせる。これにより、図３に示す位置へ２次フィルタ３０を移動させることができ、この状態ではスライド板３１はねじりコイルバネ４０により反対方向へ付勢されるため、回動板５０の回動を停止してねじりコイルバネ４０の付勢に抗して２次フィルタ３０の反対方向へのスライドを停止させる必要がある。

また、２次フィルタ３０を、図３に示す位置から図２に示す位置へ、即ちフィルタ膜３３によるカットを行わない位置から行う位置へ移動させる場合には、回動板５０を第１シャフト３４から離れる方向へ回動させる。これにより、２次フィルタ３０のスライド板３１が、ねじりコイルバネ４０の付勢により所定の位置へ移動する。

以上の構成のＸ線分析装置においては、載置部１０に載置された試料１００にて生じた２次Ｘ線の特定エネルギー成分を２次フィルタ３０によりカットして検出手段１５が検出する構成とすることにより、試料１００中の含有量の多い元素から生じた２次Ｘ線をカットすることができ、含有量の少ない元素の分析をＳ／Ｎ比を向上させて精度よく行うことができる。また、載置部１０及び検出手段１５の間にフィルタ膜３３を進退させるようにスライド板３１をスライドさせて移動させることにより、検出手段１５、Ｘ線導管１１及び試料１００が接近した狭小空間であっても、分析の目的又は試料１００の種類等に応じて、２次フィルタ３０を使用するか否かを容易に切り替えることができる。

また、２次フィルタ３０のスライド板３１にスライド方向に長い開口３２を形成し、開口３２のスライド方向のいずれか一方の略半分をフィルタ膜３３が覆う構成とすることにより、スライド板３１のスライド量を最小限に抑えて、フィルタ膜３３による２次Ｘ線の特定エネルギー成分のカットを行うか否かの切り替えを行うことができる。また、スライド板３１に突設された第１シャフト３４に回動板５０を当接させて押動することによりスライド板３１を一方向へスライドさせ、スライド板３１に突設された第２シャフト３５に当接するねじりコイルバネ４０の付勢によりスライド板３１を他方向へスライドさせる構成とすることにより、２次フィルタ３０の切り替え機能を全て真空室側に配設した簡単且つ小型な構成で実現でき、狭小スペース内であってもＤＣモータなどの回転動力源により簡単に且つ正確にスライド板３１をスライドさせることができる。

また、図２に示すように、２次フィルタ３０のフィルタ膜３３が載置部１０及び検出手段１５の間に進出した位置、即ちフィルタ膜３３が検出手段１５へ２次Ｘ線を入射させるための入射窓１６ａを覆う位置を初期状態とし、Ｘ線分析を行わない場合にはこの初期状態となるようにスライド板３１を移動させる構成とすることにより、塵埃などの侵入から検出手段１５を保護することができ、検出精度の悪化を防止することができる。

なお、本実施の形態においては、スライド板３１をねじりコイルバネ４０により付勢する構成としたが、これに限るものではなく、圧縮コイルバネ若しくは引張りコイルバネ等の他のバネ、又はゴムなどの弾性部材等を用いて付勢を行う構成としてもよい。また、回動板５０をＤＣモータなどで回動させて第１シャフト３４を押動することによりスライド板３１のをスライドさせる構成としたが、これに限るものではなく、他の機構、例えばアクチュエータなどを用いてスライド板３１をスライドさせる構成としてもよい。また、スライド板３１の一方向への移動を回動板５０により行い、他方向への移動をねじりコイルバネ４０により行う構成としたが、これに限るものではなく、例えば両方向への移動を回動板５０により行う構成としてもよい。

また、スライド板３１が一種類のフィルタ膜３３を保持する構成としたが、これに限るものではなく、複数種類のフィルタ膜をスライド板３１が保持する構成としてもよい。この場合、複数種類のフィルタ膜をスライド板３１のスライド方向に並べて設けることにより、容易に切り替えを行うことができる。また、本実施の形態に係るＸ線分析装置は、Ｘ線源２及びＸ線導管１１等のＸ線照射系が試料１００を載置する載置部１０の下側に配される構成であるが、これに限るものではなく、Ｘ線照射系を載置部１０の上側に配して試料１００へ上側からＸ線を照射する構成のＸ線分析装置についても本発明を適用することができる。

（変形例）
変形例に係るＸ線分析装置は、上述の構成に加えて、２次フィルタ３０による２次Ｘ線の特定エネルギー成分のカットを行う必要があるか否かを自動的に判定し、判定結果に応じて自動的に回動板５０を回動させてスライド板３１をスライドさせ、２次フィルタ３０の切り替えを自動的に行う機能を備えている。図７は、Ｘ線分析装置による分析結果の一例を示すグラフであり、検出手段が検出した２次Ｘ線のエネルギーを横軸とし、強度を縦軸として示してある。例えば、２次フィルタ３０のフィルタ膜３３が銅からの２次Ｘ線をカットするフィルタであり、図７の範囲Ａ中に銅からの２次Ｘ線が検出される場合、予め閾値Ｔｈを定めておき、範囲Ａでの２次Ｘ線の強度が閾値Ｔｈを越えたときに、２次フィルタ３０による２次Ｘ線の銅の成分のカットを行うようにスライド板３１を図２に示す位置へ移動させるように回動板５０の回動を制御する。

このような分析結果の判定及びスライド板３１の移動制御等は、コンピュータ２６が専用のプログラムを実行することによって実現している。図８は、変形例に係るＸ線分析装置のコンピュータ２６が行う２次フィルタ３０の切替処理の手順を示すフローチャートである。コンピュータ２６では、まず、回動板５０に連結された支軸５１を回転させるＤＣモータの回転方向及び回転量を制御することにより、可動板５０を２次フィルタ３０の第１シャフト３４に当接して押動する方向へ回動させ、図３に示すようにフィルタ膜３３が入射窓１６ａを覆わず、２次フィルタ３０が試料１００からの２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットしない位置へスライド板３１を移動させる。これにより、２次フィルタ３０による２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットする機能をオフとする（ステップＳ１）。

次いで、２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットしない状態でのＸ線分析の結果を取得し（ステップＳ２）、図７に示すようにフィルタ膜３３の種類に応じて予め定められる所定の範囲Ａ中の強度（最大強度）を取得し（ステップＳ３）、取得した強度が予め定められた閾値Ｔｈより大きいか否かを調べる（ステップＳ４）。取得した強度が閾値Ｔｈより大きい場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、回動板５０をステップＳ１の場合と反対の方向へ回動させ、スライド板３１をねじりコイルバネ４０の付勢によって、図３に示すようにフィルタ膜３３が入射窓１６ａを覆い、２次フィルタ３０が試料１００からの２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットする位置へ移動させる。これにより２次フィルタ３０による２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットする機能をオンとし（ステップＳ５）、処理を終了する。また、ステップＳ３にて取得した強度が閾値Ｔｈ以下の場合（Ｓ４：ＮＯ）、２次フィルタ３０のスライド板３１の移動は行わずに処理を終了する。

以上のように、Ｘ線分析の結果に応じて２次フィルタ３０のスライド板３１を自動的に移動させることによって、Ｘ線分析装置の利便性をより高めることができる。なお、図７に示したグラフと、判定の基準とした範囲Ａ及び閾値Ｔｈとは一例であってこれに限るものではなく、その他の判定基準を用いてもよく、２次フィルタ３０のフィルタ膜３３の特性に適した判定基準を用いることが望ましい。また、Ｘ線分析装置が複数種類のフィルタ膜を備える場合には、判定基準を複数用意していずれか１つのフィルタ膜を選択する構成とすることもできる。

本発明に係るＸ線分析装置の構成を示す模式図である。 本発明に係るＸ線分析装置の２次フィルタの構成を示す斜視図である。 本発明に係るＸ線分析装置の２次フィルタの構成を示す斜視図である。 ２次フィルタの動作を説明するための模式図である。 本発明に係るＸ線分析装置の要部構成を示す断面図である。 本発明に係るＸ線分析装置の要部構成を示す断面図である。 Ｘ線分析装置による分析結果の一例を示すグラフである。 変形例に係るＸ線分析装置のコンピュータが行う２次フィルタの切替処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 本体部
２ Ｘ線源
１０ 載置部
１１ Ｘ線導管（照射手段）
１５ 検出手段
１６ ハウジング
１６ａ 入射窓
２６ コンピュータ
３０ ２次フィルタ
３１ スライド板（スライド体）
３２ 開口
３３ フィルタ膜（フィルタ）
３４ 第１シャフト（突起）
３５ 第２シャフト
４０ ねじりコイルバネ（付勢手段）
５０ 回動板（回動体）
５１ 支軸
１００ 試料（被照射体）

Claims (5)

1. 被照射体が載置される載置部と、該載置部に載置された被照射体へＸ線を照射する照射手段と、前記被照射体にＸ線が照射されたことにより生じる２次Ｘ線を検出する検出手段とを備え、前記被照射体の分析を行うＸ線分析装置において、
   ２次Ｘ線の特定エネルギー成分をカットする一又は複数のフィルタと、
   該フィルタを保持し、前記載置部及び前記検出手段の間に前記フィルタを進退させるように移動する移動体と、
   該移動体を駆動する駆動手段と
   を備えることを特徴とするＸ線分析装置。
2. 被照射体の分析を行わない場合に、前記載置部及び前記検出手段の間に前記フィルタが進出する位置へ、前記移動体が移動するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線分析装置。
3. 前記移動体は、
   開口が形成された板状をなし、
   前記開口の一部を覆うように前記フィルタを保持しており、
   前記開口の前記フィルタに覆われた部分及び覆われない部分が、移動方向に並べて設けてあること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線分析装置。
4. 移動方向に交差する方向へ前記移動体に突設された突起と、
   支軸を中心に回動し、回動に伴って前記突起に当接して前記移動体を押動する回動体と、
   該回動体による押動方向の反対側へ前記移動体を付勢する付勢手段と
   を備え、
   前記駆動手段は、前記回動体を回動させて前記移動体を移動させるようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。
5. 前記駆動手段は、前記検出手段の検出結果に応じて、前記移動体を移動させるようにしてあること
   を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のＸ線分析装置。

Images