JP4511997B2 - Ｘ線画像読取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、２次元Ｘ線検出器に蓄積されたエネルギ潜像を読取るためのＸ線画像読取り装置に関する。

従来、回折、反射、散乱等によって試料から出るＸ線を蓄積性蛍光体を用いた２次元Ｘ線検出器によって検出するようにしたＸ線分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、２次元Ｘ線検出器とは、Ｘ線を平面内で受け取ることができるＸ線検出器である。また、蓄積性蛍光体とは、Ｘ線が当たった部分にエネルギ潜像を蓄積でき、潜像が蓄積されたその部分に光を照射するとエネルギ潜像が光となって外部へ放出される、という特性を持った物質である。特許文献１に開示された読取り装置では、平板状の支持部材と円筒形状の回転ドラムとを用いて、２次元Ｘ線検出器に対するＸ線露光から読取りまでの処理を自動的に行うようにしている。

また、２次元Ｘ線検出器のＸ線受光面内に記録したエネルギ像をレーザ光等といった励起用光を用いて読取るようにした読取り装置において、励起用光の光路上にブルーフィルタを設けた読取り装置が知られている（特許文献２参照）。

また、従来、試料を真空雰囲気内に置き、その試料から出た回折線等を真空雰囲気内で２次元Ｘ線検出器のＸ線受光面に照射して像を記録するという構成のＸ線分析装置が知られている。真空雰囲気内でＸ線受光面をＸ線で露光するようにすれば、Ｘ線が空気散乱によって減衰することを抑制できるので、試料から出るＸ線が弱い場合であっても、その弱いＸ線を２次元Ｘ線検出器によって捕らえることができる。このＸ線分析装置において、２次元Ｘ線検出器に蓄積されたエネルギ潜像を読取る際には、２次元Ｘ線検出器を真空雰囲気から取り出し、その２次元Ｘ線検出器を読取り装置内の所定の読取り位置に装着した状態で、読取り処理を行うようにしている。

特開平５−３１３２６５号公報（第２〜３頁、図１） 特開平６−２８２０２３号公報（第４頁、図４）

上記のように、従来のＸ線分析装置、Ｘ線記録装置、又はＸ線読取り装置において、２次元Ｘ線検出手段のＸ線受光面をＸ線で露光する処理を真空雰囲気内で行うことは既に行われていた。しかし、２次元Ｘ線検出手段に対する像読取り処理を真空雰囲気内で行うことは、未だに行われていない。これは、特許文献１に開示された従来の装置では２次元Ｘ線検出器を平板状の支持部材や円筒形状の回転ドラムによって支持する際に真空吸着手法を用いているため、それらの支持部材や回転ドラムを真空雰囲気内に配置することができないからである。

しかしながら、２次元Ｘ線検出器に対するＸ線露光処理を真空雰囲気内で行い、処理後の２次元Ｘ線検出器を真空雰囲気の外部へ取り出して読取り処理を行うという従来の場合には、２次元Ｘ線検出器に対するＸ線露光から像読取りに至る処理を自動的に連続して行うことが非常に困難であった。

そこで、本発明者等は、２次元Ｘ線検出器を気密チャンバ内に収容してそのＸ線検出器を真空雰囲気内に置いた状態で、気密チャンバの外側から読取り装置によってＸ線検出器内の像を読取るという技術を創出した。この技術によれば、真空雰囲気の中でのＸ線露光を終了した２次元Ｘ線検出器について、それを真空雰囲気の外側へ持ち出すことなく、読取り処理を継続して行うことができることになり、読取り処理を非常に効率的に行うことが可能となる。この技術は、未だ、公知ではない。

しかしながら、Ｘ線検出器に記録された像を気密チャンバの外側から読取る場合には、Ｘ線検出器と読取り装置との間に気密チャンバの隔壁（例えば、読取り用の光を通過させる石英ガラス等によって形成された隔壁）が存在することになり、Ｘ線検出器から励起された光がその隔壁で反射することにより、正確な読取りデータが得られないことが危惧される。

本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、２次元Ｘ線検出手段に対するＸ線露光から像読取りに至る一連の処理を真空雰囲気内で行うことのできるＸ線画像読取り装置を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、Ｘ線露光から像読取りに至る一連の処理を真空雰囲気内で行う場合であっても、常に正確な読取りデータを得ることができるＸ線画像読取り装置を提供することを第２の目的とする。

本願発明に係るＸ線画像読取り装置は、内部にエネルギ潜像を有する２次元Ｘ線検出手段に１次光を照射したときに前記エネルギ潜像に起因して前記２次元Ｘ線検出手段から発生する２次光を検出するＸ線画像読取り装置において、（１）前記１次光を発生する１次光発生手段と、（２）該１次光発生手段から発生した前記１次光を前記２次元Ｘ線検出手段へ集光して導くと共に、前記２次元Ｘ線検出手段から発生する前記２次光を集光して通過させるレンズと、（３）前記レンズを通過した前記２次光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、（４）前記２次元Ｘ線検出手段と前記レンズとの間に配置されていて前記１次光及び前記２次光を通過させることができる隔壁と、（５）該隔壁と前記レンズとの間に配置されていて、前記１次光の通過を抑制し前記２次光の通過を許容する光透過特性を有し、前記レンズから前記２次元Ｘ線検出手段へ向かう前記１次光が当たる部分は該１次光の通過を許容する領域となっているフィルタと、（６）前記レンズによる前記２次元Ｘ線検出手段への光の照射点を互いに直交する方向である主走査方向及び副走査方向へ走査移動させるために前記レンズを前記２次元Ｘ線検出手段に対して相対的に走査移動させる走査移動手段とを有し、（７）前記１次光の前記レンズへの入射点は、前記レンズの中心軸線に比べて、前記２次元Ｘ線検出手段に対する前記レンズの相対的な主走査移動方向及び副走査移動方向における下流側へずれていることを特徴とする。

本明細書において、「１次光」は２次元Ｘ線検出器から２次光を励起するための光であり、励起用光と呼ばれることもある。この１次光は、例えば、レーザ光とすることができる。「２次元Ｘ線検出手段」は、例えば、蓄積性蛍光体によってＸ線受光面が平面的に形成されたシート状のＸ線検出部材によって形成できる。蓄積性蛍光体はイメージングプレート（登録商標）等と呼ばれる感光性部材によって形成できる。「１次光発生手段」は、例えば、レーザ光を発生するレーザ光源によって構成できる。「光電変換手段」は、例えば、フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）を用いて構成できる。

「隔壁」は、例えば、２次元Ｘ線検出手段が設けられる雰囲気と、レンズ、光電変換手段、及びフィルタ走査移動手段が設けられる雰囲気とを互いに隔離する壁である。この隔壁は、例えば、光を通過させることができる物質、例えばガラス、石英ガラス等によって形成される。「フィルタ」は、例えば１次光としてレーザ光を用いるのであれば、そのレーザ光の通過を抑制し、しかし２次光の通過を許容できるフィルタ、例えばブルーフィルタによって形成される。

「走査移動手段」は、２次元Ｘ線検出手段のＸ線受光面を１次光によって走査することを実現するための手段である。この走査移動手段は、例えば、１次光を出射する光学系と２次元検出手段とを相対的に移動させる。具体的な構成としては、例えば、送りネジ軸を用いた直進搬送機構や、ワイヤとプーリとを用いた直進搬送機構等を用いることができる。

上記構成より成る本発明に係るＸ線画像読取り装置によれば、２次元Ｘ線検出手段とレンズとの間に隔壁を設けると共に、この隔壁は１次光及び２次光を通過させることができるので、レンズは隔壁の外側から２次元Ｘ線検出手段へ１次光を照射でき、さらに光電変換手段は２次元Ｘ線検出手段から発生した２次光を隔壁の外側で受け取ることができる。従って、２次元Ｘ線検出手段は、Ｘ線露光から像読取りに至る一連の処理を隔壁の内部に格納されたままの状態で受けることができる。

特に、隔壁の内部を真空又は真空に近い状態（以下、この状態を真空状態という）に設定すれば、２次元Ｘ線検出手段を真空状態に置いたままで、Ｘ線露光から像読取りに至る一連の処理を行うことができる。２次元Ｘ線検出手段を真空雰囲気に置いた状態でこの２次元Ｘ線検出手段のＸ線受光面をＸ線で露光するようにすれば、Ｘ線受光面に入射するＸ線が空気散乱によって減衰することを防止できるので、そのＸ線の強度が弱い場合でもＸ線受光面内に鮮明なエネルギ潜像を得ることができる。

しかも、エネルギ潜像を保持するに至った２次元Ｘ線検出手段は、真空雰囲気の中から取り出すことなく、隔壁の外側から供給される光によってＸ線露光処理に引き続いて連続して像読取り処理を受けることができる。これにより、真空雰囲気下でのＸ線露光から像読取りに至る処理を短時間で、且つ必要に応じて複数回連続して行うことが可能となる。

さらに、本発明に係るＸ線画像読取り装置によれば、レーザ光等といった１次光の通過を抑制し、しかし２次光の通過を許容するフィルタを、隔壁とレンズとの間に設けたので、レンズを含む読取り光学系と２次元Ｘ線検出手段との間で１次光が反射を繰り返すことを防止でき、そのため、１次光が反射を繰り返すことによって生じる読取り異常を解消でき、それ故、隔壁が存在する場合であっても常に正確な読取りデータを得ることができる。つまり、本発明に係るＸ線画像読取り装置によれば、レンズを含む読取り光学系と２次元Ｘ線検出手段との間に隔壁を介在させた場合でも、信頼性の高い正確な読取りデータを得ることができる。

次に、本発明に係るＸ線画像読取り装置において、前記１次光の前記レンズへの入射点は、前記レンズの中心軸線に比べて、前記２次元Ｘ線検出手段に対する前記レンズの相対的な主走査移動方向及び／又は副走査移動方向における下流側へずれていることが望ましい。つまり、１次光のレンズへの入射点は、レンズの光軸に対して、主走査方向の先方へずれるか、副走査方向の先方へずれるか、又は、主走査方向及び副走査方向の両方について先方へずれることが望ましい。

レンズは、通常、自身の光軸（すなわち、中心軸線）から外れた位置に入射した光を自身の光軸へ向けて屈折させる性質を有している。従って、レンズの光軸よりも走査方向の先方位置でレンズに入射した１次光は、レンズで屈折して走査方向の後方へ向かって進行する。つまり、走査方向の先方へ向かう１次光を無くすこと又は少なくすることができる。仮に、１次光が走査方向の先方へ進む場合には、その１次光によって、いわゆる先読み現象が発生し、読取り結果の中に本来読取るべき真像以外に、不要な像を読取ってしまうという不都合が発生する。これに対し本発明の望ましい態様では、上記のように、１次光のレンズへの入射点を走査方向の先方へずらして設定したので、レンズの先方へ向かって進行するレーザ光が少なくなり、そのため、先読み現象が起こるのを抑制でき、それ故、真像だけを正確に読取ることができる。

次に、本発明に係るＸ線画像読取り装置において、前記１次光の前記レンズへの入射点は、該レンズの主走査方向軸線又は副走査方向軸線に対して４５°の角度だけずれることが望ましい。こうすれば、１次光のレンズへの入射点を主走査方向及び副走査方向の両方について均等にレンズ光軸からずらせることができる。

次に、本発明に係るＸ線画像読取り装置において、前記レンズから出て前記２次元Ｘ線検出手段へ向かう前記１次光が前記フィルタに当たる部分の近傍に、該１次光のビーム径よりも大きく、且つ該１次光の通過を許容する前記フィルタ表面上の領域の面積よりも小さい開口を備えた開口要素を設けることが望ましい。この開口要素は、例えば、金属製又はプラスチック製の円板又は四角板に開口を開けることによって形成できる。この開口要素をフィルタの近傍に設ければ、２次元Ｘ線検出手段のＸ線受光面を照射する１次光のスポットの周囲部分がボケることを防止でき、それ故、像を鮮明に読取ることができるようになる。

次に、本発明に係るＸ線画像読取り装置において、前記隔壁は石英ガラスによって形成され、その石英ガラスの内側表面及び外側表面の少なくともいずれか一方には、反射を抑制するコーティング処理が施されることが望ましい。このコーティング処理は石英ガラス等の表裏片面又は表裏両面に材料層を積層する処理であるが、反射を抑制する機能は、材料層を構成する材料自体の特性によって実現しても良いし、コーティングの仕方によってその機能を実現しても良い。なお、コーティング処理は、石英ガラスの表面に材料の単層を積層する場合でも良いし、複数の材料を重ねて積層して多層状態とする場合でも良い。隔壁の表面にコーティング処理を施せば、レーザ光の反射を抑制できるので、レーサ光による先読み現象及び後読み現象が発生することを防止でき、それ故、正確な読取りを行うことができる。

次に、本発明に係るＸ線画像読取り装置は、前記２次元Ｘ線検出手段を気密に囲む気密チャンバをさらに有することができる。そしてその場合、前記隔壁は前記気密チャンバを構成する要素であることが望ましい。２次元Ｘ線検出手段を気密に囲む気密チャンバを用いれば、例えば、２次元Ｘ線検出手段を真空状態に保持できる。そして、レンズを含む読取り光学系は隔壁の外側、すなわち気密チャンバの外側から読取り処理を行うことができる。このように、２次元Ｘ線検出手段は、わざわざ真空雰囲気から取り出さなくても読取り処理を受けることができる。

以下、本発明に係るＸ線画像読取り装置を実施形態に基づいて説明する。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。

図１は本発明に係るＸ線画像読取り装置の一実施形態を用いたＸ線分析装置を示している。図２は図１に示すＸ線画像読取り装置の内部構造を示している。また、図３は図２のＡ−Ａ線に従ってＸ線露光位置の断面構造を示している。

図１に示すＸ線分析装置１は、Ｘ線測定装置２と、Ｘ線画像読取り装置３とを有する。Ｘ線測定装置２は、Ｘ線光学系４と、そのＸ線光学系４を包囲する光学系用気密チャンバ６と、光学系用気密チャンバ６の内部を減圧状態、例えば真空状態に減圧する減圧手段としての減圧ポンプ８とを有する。図１では光学系用気密チャンバ６の一部分だけが図示されているが、光学系用気密チャンバ６はＸ線光学系４の全体を気密に包囲する。光学系用気密チャンバ６は、例えば、ステンレス等といった構造用鋼や、硬質のプラスチック等によって形成できる。

Ｘ線光学系４はＸ線を発生するＸ線源Ｆと、試料Ｓを支持する試料ホルダ７とを有する。Ｘ線源Ｆは、例えば、通電によって発熱して熱電子を放出するフィラメントと、そのフィラメントに対向して配置されるターゲットとによって構成できる。ターゲットは、要望に応じた金属、例えばＣｕ（銅）によって形成される。ターゲットをＣｕによって形成すれば、ＣｕＫα線を含むＸ線を発生することができる。試料ホルダ７は試料Ｓを固定状態で支持するものであっても良いし、試料Ｓに所定の動きを与えるものであっても良い。

このような所定の動きとしては、例えば、試料Ｓへ入射するＸ線の入射角度を変化させるためのω回転移動や、試料Ｓを平面内で回転させる面内回転移動や、試料Ｓを円弧状に揺動させるあおり移動や、その他の種々の動きが考えられる。なお、Ｘ線光学系４は、放射光を線源とする光学系とすることもできる。

Ｘ線光学系４は、試料Ｓに１次Ｘ線Ｒ１を照射してその試料Ｓから２次Ｘ線Ｒ２、例えば回折線、反射線、散乱線等を発生させるものである。また、光学系用気密チャンバ６は、Ｘ線光学系４の全体を真空状態等といった減圧状態に保持する。このようにＸ線光学系４を減圧状態に保持するのは、Ｘ線源Ｆから出て試料Ｓへ入射するＸ線や、試料Ｓから出た２次Ｘ線等が空気によって減衰することを防止するためである。

Ｘ線画像読取り装置３は、筐体ケース１１を有し、その筐体ケース１１の中に図２に示す構造が収容されている。図２において、２次Ｘ線Ｒ２によって露光が行われる位置Ｅ（すなわち、Ｘ線露光位置）に検出器固定配置装置１２が設けられている。この検出器固定配置装置１２は、図３に示すように、２次Ｘ線Ｒ２によって露光される２次元Ｘ線検出手段としての板状検出器１３ａ，１３ｂをその背面から支持する面板１４と、Ｘ線Ｒ２の進行方向に関して面板１４の上流位置に配置されたクランプ板１６と、スペース部材１７を介してクランプ板１６に結合された可動板１８と、可動板１８の背面に接続されたロータリーソレノイド１９とを有する。スペース部材１７、可動板１８、及びロータリーソレノイド１９の組合せは、クランプ板１６を面板１４に対して平行移動させるクランプ移動手段として機能する。

面板１４は、板状検出器１３ａ，１３ｂの幅Ｗ０よりも大きい高さを有する長方形状又は正方形状で金属製又はプラスチック製の１枚の板である。この面板１４は位置が動かないように固定されている。クランプ板１６は図２に示すように、板状検出器１３ａ，１３ｂのＸ線受光面をＸ線で露光させるための開口Ｑを有する金属製又はプラスチック製の枠状の部材である。

ロータリーソレノイド１９は本実施形態では、可動板１８の対角線に対応して２個、設けられている。図３において、これらのロータリーソレノイド１９の出力軸１９ａが可動板１８の背面に固定されている。ロータリーソレノイド１９は周知の通り、その内部に回転子を有し、その回転子の正反時計方向の往復回転をネジ嵌合によって出力軸１９ａの往復直進移動に変換する機器である。

出力軸１９ａが往復直進移動すると、可動板１８が平行移動し、それに応じてクランプ板１６が平行移動する。出力軸１９ａが伸張位置まで伸びたときクランプ板１６と面板１４との間に大きな間隔が形成され、その大きな間隔の中に板状検出器１３ａ，１３ｂが入り込むことができる。また、クランプ板１６と面板１８との間に板状検出器１３ａ，１３ｂがあるときに出力軸１９ａが収縮位置まで引き込むと、クランプ板１６は板状検出器１３ａ，１３ｂを面板１８へ押し付け、これにより、板状検出器１３ａ，１３ｂはＸ線露光位置Ｅに固定状態で配置される。

図２において、Ｘ線露光位置Ｅの左右の両側にそれぞれ１組ずつ、検出手段処理手段としての検出器処理ユニット２０ａ，２０ｂが設けられている。個々の検出器処理ユニット２０ａ，２０ｂは、板状検出器１３ａ，１３ｂと、それらを支持する検出手段支持手段としてのドラム２１ａ，２１ｂと、支持手段回転手段としてのモータ２２ａ，２２ｂと、端辺固定手段としての複数の爪部材２８と、第１光透過部としての石英ガラス窓３７ａ，３７ｂと、その石英ガラス窓３７ａ，３７ｂに対向して設けられた読取り装置４１ａ，４１ｂとを有する。

ドラム２１ａ，２１ｂと、モータ２２ａ，２２ｂと、複数の爪部材２８とを有する装置は、板状検出器１３ａ，１３ｂをＸ線露光位置Ｅへ繰り出したり、Ｘ線露光位置Ｅから巻き取ったりするための装置である。図２では、右側の検出器処理ユニット２０ａが板状検出器１３ａをＸ線露光位置Ｅへ繰り出しており、左側の検出器処理ユニット２０ｂが板状検出器１３ｂを巻き取っている状態を示している。

ドラム２１ａ及び２１ｂはＸ線露光位置Ｅに関して互いに対称の位置に設けられている。これらのドラム２１ａ，２１ｂは、例えば金属又はプラスチックによって円筒形状に形成されている。これらのドラム２１ａ，２１ｂから延びる軸２４ａ，２４ｂは、それぞれ、支持手段回転手段としてのモータ２２ａ，２２ｂの出力軸に連結されている。これらのモータ２２ａ，２２ｂは回転制御装置２３からの指令に従って制御された回転数及び回転角度で、それぞれ、出力軸２４ａ，２４ｂを回転させる。回転制御装置２３は、モータ２２ａ及びモータ２２ｂの動作を個別に制御する。

板状検出器１３ａ，１３ｂのそれぞれの第１端辺２６ａは、ネジその他の締結要素によって、それぞれ、ドラム２１ａ及びドラム２１ｂに固定されている。第１端辺２６ａに対向する板状検出器１３ａ，１３ｂの第２端辺２６ｂはドラム２１ａ，２１ｂに固定されない辺、すなわち自由辺となっている。ドラム２１ａ，２１ｂの外周面のうち板状検出器１３ａ，１３ｂが固定された部分の近傍の外周面上に、ドラム２１ａ，２１ｂの中心軸線Ｘ０に対して平行に延びる軸部材２７が設けられている。これらの軸部材２７はそれぞれが独自に自らの軸線を中心として回転できるようにドラム２１ａ，２１ｂに取り付けられている。

各軸部材２７には、端辺固定手段としての複数の爪部材２８が固定されている。これらの爪部材２８は軸部材２７と一体になって回転する。軸部材２７はバネ等といった弾性付勢部材によって付勢されて板状検出器１３ａ，１３ｂの第１端辺２６ａと反対方向へ回転するような回転習性を与えられている。それ故、軸部材２７と一体に回転する爪部材２８は、通常、ドラム２１ａ，２１ｂの外周面を弾性力によって押し付けている。

軸部材２７の上部には爪側係合片２９が固定されている。一方、ドラム２１ａ，２１ｂの上端の近傍にある機枠には固定係合片３１が設けられている。爪側係合片２９はドラム２１ａ，２１ｂの回転に従って移動する。これに対し、固定係合片３１はドラム２１ａ，２１ｂから独立して常に一定の位置にある。ドラム２１ａ，２１ｂのそれぞれの近傍であってＸ線露光位置Ｅから所定距離離れた位置に検出手段押付け手段としての複数、本実施形態では４個の押えローラ３２が設けられている。

これらの押えローラ３２はローラ軸３３上にそれぞれ回転自在に設けられている。これらの押えローラ３２は、ドラム２１ａ．２１ｂの外周面に適宜の圧力で接触している。ドラム２１ａ，２１ｂが回転すると爪部材２８も一体になって回転する。回転移動するこれらの爪部材２８はドラム２１ａ，２１ｂの回転に従って押えローラ３２が設けられている所を通過する。回転移動する爪部材２８が押えローラ３２にぶつかることを回避するため、複数の爪部材２８と複数の押えローラ３２は軸線Ｘ０と平行の方向において互いに交互の位置に配置される。

図２においてＸ線露光位置Ｅの右側に示されている板状検出器１３ａはその第２端辺２６ｂがドラム２１ａから離れて外方へ張り出している。そして、その張り出した部分のうちの所定領域が検出器固定配置装置１２によってＸ線露光位置Ｅに固定されている。一方、左側の板状検出器１３ｂはその全体がドラム２１ｂの外周面に巻き付いている。そして、板状検出器１３ｂの第２端辺２６ｂは爪部材２８によってドラム２１ｂの外周面に押し付けられている。

検出器固定配置装置１２による板状検出器１３ａのクランプを解除した状態で、右側のドラム２１ａを図示の状態から矢印Ａで示す方向、すなわち板状検出器１３ａを巻き取る方向へ回転すると、板状検出器１３ａは次第にドラム２１ａに巻き取られて行く。この巻取り動作の際、押えローラ３２は板状検出器１３ａをドラム２１ａの外周表面へ押し付ける。これにより、板状検出器１３ａはドラム２１ａの外周面にきれいに面接触する状態で巻き取られて行く。

こうして巻き取られる板状検出器１３ａの第２端辺２６ｂがドラム２１ａの近傍に到来すると、爪部材２８を支持する軸部材２７の上端に固定した爪側係合片２９が固定係合片３１に当たる。すると、爪側係合片２９が軸部材２７を伴って回転して、それまで閉じていた軸部材２７上の爪部材２８が開き回転する。ドラム２１ａに到来した板状検出器１３ａの第２端辺２６ａは、上記のように開いた爪部材２８とドラム２１ａの外周面との間に入り込む。

ドラム２１ａが巻取りのための所定の最終角度位置まで回転すると、爪側係合片２９と固定係合片３１との係合が外れ、爪部材２８はバネ力によって瞬時に閉じ回転する。こうして閉じる爪部材２８により、板状検出器１３ａの第２端辺２６ｂがドラム２１ａの外周面に押し付けられて固定される。これにより、板状検出器１３ａはドラム１ａの外周面から容易には剥がれない状態に支持される。以上のように、本実施形態では、爪部材２８と押えローラ３２との協働により、板状検出器１３ａをドラム２１ａへ密着状態で巻きつけることができる。

図２のＸ線露光位置Ｅの左側に位置する板状検出器１３ｂは、その全面が上記のようにしてドラム２１ｂの外周面に巻き付いた状態を示している。ドラム２１ｂがこの状態から矢印Ｂ方向へ回転すると、直ぐに爪側係合片２９が固定係合片３１に当たって開き回転し、これにより爪部材２８が開き回転移動して、板状検出器１３ｂの第２端辺２６ｂを開放する。開放された第２端辺２６ｂはドラム２１ｂから離れ、さらに、ドラム２１ｂの矢印Ｂ方向への回転に従って、そのドラム２１ｂの外周面の接線方向へ張り出して行く。

張り出し移動する板状検出器１３ｂの第２端辺２６ｂは、クランプ板１６と面板１４との間の隙間に入り込む。その後、ドラム２１ｂが巻き出しのための所定の最終角度位置まで回転すると、板状検出器１３ｂの第２端辺２６ｂ側の所定領域がクランプ板１６の開口Ｑから外部へ露出する状態となる。この状態で図３においてクランプ板１６がソレノイド１９によって引かれれば、板状検出器１３ｂがクランプ板１６によって面板１４へ押し付けられて固定される。

板状検出器１３ａ，１３ｂは長方形状で板状の要素であり、長方形状の基材の表面の全域に一様な厚さの蓄積性蛍光体を積層することによって形成されている。そしてこの蓄積性蛍光体の層がＸ線受光面を構成する。図３において、Ｘ線Ｒ２が照射される面が蓄積性蛍光体の層の面、すなわちＸ線受光面である。蓄積性蛍光体は周知の光学的物質であり、例えば、次のような特性を有する要素である。

すなわち、その蓄積性蛍光体に放射光やＸ線が当たると、その当たった部分にエネルギ潜像が蓄積される。そして、そのようにして潜像が蓄積された部分に１次光（例えば、レーザ光）が照射されると、その潜像が光に変換されて２次光として外部へ放出される。このような蓄積性蛍光体をＸ線受光面とする板状検出器は、例えば、イメージングプレート（登録商標）等として知られている。

図２において、板状検出器１３ａ，１３ｂを巻き出したり、巻き取ったりするための構成、すなわちドラム２１ａ，２１ｂ、押えローラ３２、爪部材２８等から成る構成と、検出器固定配置装置１２とは、気密チャンバ３４によって覆われている。気密チャンバ３４を形成する複数の面のうちの１つにはＸ線を取り込むための開口３６が形成されている。気密チャンバ３４はその開口３６以外の部分で内部を気密に覆っている。気密チャンバ３４は、例えば、ステンレス等といった構造用鋼や、プラスチック等によって形成される。ドラム２１ａ，２１ｂを回転駆動するための既述のモータ２２ａ，２２ｂは、気密チャンバ３４の外部に設けられている。

気密チャンバ３４を形成する背面側の隔壁のうちのＸ線露光位置Ｅの右側に配置されたドラム２１ａに対向する部分に、第１光透過部としての石英ガラス窓３７ａが設けられている。また、背面側隔壁のうちのＸ線露光位置Ｅの左側に配置されたドラム２１ｂに対向する部分に他の第１光透過部としての石英ガラス窓３７ｂが設けられている。さらに、気密チャンバ３４を形成する右側の隔壁のうちのＸ線露光位置Ｅの右側に配置されたドラム２１ａに対向する部分に、第２光透過部としての石英ガラス窓３８ａが設けられている。また、気密チャンバ３４を形成する左側の隔壁のうちのＸ線露光位置Ｅの左側に配置されたドラム２１ｂに対向する部分に他の第２光透過部としての石英ガラス窓３８ｂが設けられている。

そして、第１光透過部としての石英ガラス窓３７ａの外部位置に読取り装置４１ａが設けられ、他の第１光透過部としての石英ガラス窓３７ｂの外部位置に他の読取り装置４１ｂが設けられている。また、第２光透過部としての石英ガラス窓３８ａの外部位置に消去用光照射手段としての蛍光灯４２ａが設けられ、他の第２光透過部としての石英ガラス窓３８ｂの外部位置に消去用光照射手段としての蛍光灯４２ｂが設けられている。蛍光灯４２ａ，４２ｂは、板状検出器１３ａ，１３ｂのＸ線受光面に蓄積されたエネルギ潜像を消去できる波長の光を放出する。

石英ガラス窓３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成する石英ガラスには、光の反射を抑制するための処理、例えばコーティング処理が施されている。このコーティング処理は石英ガラス等の表裏片面又は表裏両面に材料層を積層する処理であるが、反射を抑制する機能は、材料層を構成する材料自体の特性によって実現しても良いし、コーティングの仕方によってその機能を実現しても良い。また、コーティング処理に限らず、石英ガラスあるいはその他の窓形成材料の表面に加工を加えることによって反射抑制機能を実現できるのであれば、そのような加工を石英ガラス等に加えることでも良い。本実施形態では、反射を抑制できる材料の単層を６５０ｎｍの厚さで石英ガラスの表裏両面にコーティングすることにより、石英ガラス窓３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの反射率を２．２％に設定した。

図４は、図２の矢印Ｃ方向から読取り装置４１ａ，４１ｂを見た場合のそれらの読取り装置４１ａ，４１ｂの構造を示している。図４において、読取り装置４１ａ，４１ｂは、ドラム２１ａ，２１ｂの中心軸線Ｘ０と平行に延びる送りネジ軸４３と、その送りネジ軸４３にネジ嵌合する走査移動体４４とを有する。走査移動体４４の中には、１次光としてのレーザ光Ｌ１を発生する１次光発生手段としてのレーザ光発生装置４６と、レーザ光を反射するプリズム４７と、光を屈折するレンズ４８と、レーザ光Ｌ１の通過を抑制するブルーフィルタ４９と、板状検出器１３ａ，１３ｂで発生してレンズ４８で集光された２次光Ｌ２を受光する光電変換手段としてのフォトマルチプライヤ（すなわち、光電子増倍管）５１とが設けられている。フォトマルチプライヤ５１の出力端子にはＸ線強度演算回路５８が電気的に接続されている。レンズ４８の表面には、石英ガラス窓３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂと同様に光の反射を抑制するためのコーティング処理が施されている。

ブルーフィルタ４９は、レーザ光Ｌ１の通過を抑制すると共に板状検出器１３ａ，１３ｂで発生する２次光Ｌ２の通過は許容する性質を有する。また、ブルーフィルタ４９のうちレンズ４８を通過したレーザ光Ｌ１が通過する部分には、図５（ａ）に示すように、レーザ光Ｌ１を通過させるための領域５３が設けられている。このレーザ光通過領域５３は、例えば、ブルーフィルタ４９に貫通穴を開けることによって形成できる。また、ブルーフィルタ４９を透明なベース材の上にブルーフィルタ材料をコーティングして形成する場合には、レーザ光通過領域５３は、当該部分にはブルーフィルタ材料をコーティングしないことによって形成できる。なお、ブルーフィルタ４９の表裏両面には石英ガラス窓３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂに施したものと同様の光反射抑制用のコーティング処理が施されている。

レーザ光通過領域５３は矢印Ｄ方向から見て円形状に形成されている。この円形の径はレーザ光Ｌ１を通過させることができる範囲内でできるだけ小さいことが望ましい。本実施形態では、レーザ光通過領域５３の径を直径で２ｍｍとした。レーザ光通過領域５３の前位置には開口部材５４が設けられている。この開口部材５４は金属製又はプラスチック製の矢印Ｄ方向から見て円板又は四角板の中央に円形状の貫通穴を設けることによって形成されている。この貫通穴は、例えば、直径０．８ｍｍの大きさに形成されている。また、レーザ発生装置４６のレーザ光出射口の前位置にも開口部材５６が設けられている。この開口部材５６は、例えば、金属製又はプラスチック製の円板又は四角板の中央に円形状の貫通穴を設けることによって形成されている。この貫通穴は、例えば、直径１．５ｍｍの大きさに形成されている。

図４において、ドラム２１ａ，２１ｂはモータ２ａ，２２ｂに駆動されて自身の中心軸線Ｘ０を中心として回転する。このとき、ドラム２１ａ，２１ｂの外周面上に巻かれた板状検出器１３ａ，１３ｂも一体になって回転する。このとき、走査移動体４４から板状検出器１３ａ，１３ｂへレーザ光Ｌ１が照射されれば、そのレーザ光Ｌ１は板状検出器１３ａ，１３ｂを横方向（すなわち、図４の紙面垂直方向）に走査する。このようなレーザ光Ｌ１の板状検出器１３ａ，１３ｂに対する横方向の走査が主走査である。

次に、送りネジ軸４３は、回転数を制御可能なモータ５２（例えば、パルスモータ、サーボモータ等）の出力軸に連結されている。モータ５２が例えば出力軸を正時計方向へ回転させれば送りネジ軸４３が同じ方向へ自身の軸線を中心として回転し、それにネジ嵌合している走査移動体４４が矢印Ｚ方向へ平行移動する。一方、モータ５２が自身の出力軸を反時計方向へ回転させれば、走査移動体４４は反対方向であるＺ’方向へ平行移動する。

走査移動体４４がＺ方向へ移動するとき、その走査移動体４４から出射するレーザ光Ｌ１は板状検出器１３ａ，１３ｂを縦方向（すなわち、図４の上下方向）に走査する。このようなレーザ光Ｌ１の板状検出器１３ａ，１３ｂに対する縦方向の走査が副走査である。走査移動体４４のＺ’方向への移動はホーム位置へ戻るための移動である。以上のように、レーザ光Ｌ１が板状検出器１３ａ，１３ｂを主走査及び副走査することにより、その板状検出器１３ａ，１３ｂのＸ線受光面の全面をレーザ光Ｌ１によって走査できる。

図５（ａ）において、レーザ光発生装置４６から出射したレーザ光Ｌ１は開口部材５６の開口を通ってプリズム４７で反射してレンズ４８へ入射する。レーザ光Ｌ１のレンズ４８への入射点Ａは、図５（ｂ）に示すように、レンズ４８の中心軸、すなわちレンズ４８の光軸Ｘ１からずれている。具体的には、レーザ光Ｌ１の板状検出器１３ａ，１３ｂに対する主走査方向及び副走査方向の両方に関してずれている。より具体的には、入射点Ａは、レンズ光軸Ｘ１に対して主走査方向の前方側（すなわち、下流側）にずれると共に副走査方向の前方側（すなわち、下流側）にずれている。さらに具体的には、入射点Ａは、主走査方向に対して角度θ０＝４５°且つ副走査方向に対して角度θ１＝４５°の位置に設定されている。

以下、上記構成より成るＸ線分析装置に関してその動作を説明する。
図１において、Ｘ線測定装置２を構成する光学系用気密チャンバ６の先端と、Ｘ線画像読取り装置３内の気密チャンバ３４に設けられた開口３６（図２参照）とを、カップリング装置５７によって気密に連結する。これにより、Ｘ線測定装置２とＸ線画像読取り装置３との全体が外部から完全に気密に遮蔽される。なお、筐体ケース１１は気密チャンバ３４を気密に覆う必要はない。

次に、Ｘ線測定装置２に付設した減圧ポンプ８を作動させてＸ線測定装置２の光学系用気密チャンバ６内を真空又はそれに近い減圧状態（以下、これらの状態を単に真空状態と言う）に減圧する。このとき、Ｘ線画像読取り装置３内の気密チャンバ３４の内部も開口３６を通して排気されて真空又はそれに近い減圧状態に設定される。

次に、Ｘ線画像読取り装置３内の気密チャンバ３４内において、図２に示すように、ドラム２１ａ及び板状検出器１３ａを備えた右側の検出器処理ユニット、又はドラム２１ｂ及び板状検出器１３ｂを備えた左側の検出器処理ユニットのいずれかから板状検出器１３ａ又は１３ｂを張り出させて、その板状検出器１３ａ又は１３ｂをＸ線露光位置Ｅに置き、その板状検出器１３ａ又は１３ｂを検出器固定配置装置１２によって固定する。以下の説明では、図２に示す通りに右側の板状検出器１３ａがＸ線露光位置Ｅに張り出されたものとする。

その後、図１において、Ｘ線源ＦからＸ線を放射して試料ＳへＸ線を入射する。試料Ｓへ入射するＸ線と試料Ｓ内の結晶との間で所定の回折条件が満足されると、その試料Ｓから２次Ｘ線Ｒ２としての回折線が出る。また、測定の種類によっては、２次Ｘ線Ｒ２として散乱線や蛍光Ｘ線が出る。この２次Ｘ線Ｒ２は図２においてＸ線露光位置Ｅに置かれている板状検出器１３ａのＸ線受光面を露光する。このＸ線露光により、板状検出器１３ａのＸ線が当たった所にエネルギ潜像が形成され保存される。図１の光学系用気密チャンバ６及び気密チャンバ３４の両方のチャンバ内は真空状態になっているので、Ｘ線源Ｆから出てＸ線露光位置Ｅに到達するＸ線は空気散乱によって減衰することが無く、それ故、試料Ｓから出る２次Ｘ線Ｒ２の強度が弱い場合でも、板状検出器１３ａに鮮明なエネルギ潜像を形成できる。

以上のようにして、試料Ｓの内部の結晶構造に対応して発生した２次Ｘ線Ｒ２に対応するエネルギ潜像が板状検出器１３ａの内部に蓄積される。そして、その潜像が以下のようにして読取られる。すなわち、図２において、右側の検出器処理ユニット内のドラム２１ａがモータ２２ａによって駆動されて矢印Ａ方向へ回転する。すると、板状検出器１３ａはそのドラム２１ａの回転に従ってドラム２１ａへ巻き取られる。このとき、板状検出器１３ａは押えローラ３２によってドラム２１ａの外周表面に押し付けられるので、板状検出器１３ａはドラム２１ａの外周面に密着する。

ドラム２１ａがほぼ１回転すると、板状検出器１３ａの第２端辺２６ｂがドラム２１ａの外周面に近づき、また、爪部材２８が固定されている軸部材２７の上端に固定された爪側係合片２９が固定係合片３１に近づく。ドラム２１ａの回転がさらに続くと、爪側係合片２９が固定係合片３１に当たってその爪側係合片２９が開き移動を行い、爪部材２８がバネ等といった弾性部材の弾性力に抗してドラム２１ａの外周面から離れて開く。そして、開いた爪部材２８とドラム２１ａの外周面との間に板状検出器１３ａの第２端片２６ｂが入り込む。

さらにドラム２１ａの回転が続くと、爪側係合片２９が固定係合片３１から外れ、爪部材２８はバネ等といった弾性部材の弾性力によってドラム２１ａの外周面上へ瞬時に戻り移動する。これにより、板状検出器１３ａの第２端片２６ｂがドラム２１ａの外周面に押し付けられ、板状検出器１３ａの全面がドラム２１ａの外周面に密着状態で保持される。図４では、板状検出器１３ａの全面がドラム２１ａの外周面に保持されている状態が示されている。

その後、Ｘ線検出器１３ａのＸ線受光面の内部に蓄積されたエネルギ潜像を読取るための処理が行われる。この読取り処理にあたって、図４の走査移動体４４は、当初、板状検出器１３ａの上端に対応する位置であるホームポジションに置かれている。読取り処理が開始されると、ドラム２１ａがモータ２２ａによって駆動されて所定の回転速度で回転する。そして同時に、走査移動体４４がモータ５２及び送りネジ軸４３によって駆動されて所定の速度で矢印Ｚ方向へ平行移動する。

さらに同時に、レーザ光発生装置４６からレーザ光Ｌ１が出射され、そのレーザ光Ｌ１がプリズム４７で反射してレンズ４８へ入射し、さらにそのレーザ光Ｌ１がレンズ４８で屈折した後、ブルーフィルタ４９及び石英ガラス窓３７ａを通過してドラム２１ａ上の板状検出器１３ａへ照射される。本実施形態では、隔壁としての石英ガラス窓３７ａを介して板状検出器１３ａへレーザ光Ｌ１を照射するようにしたので、板状検出器１３ａを真空雰囲気に置いた状態のままでレーザ光Ｌ１をその板状検出器１３ａへ照射できるようになっている。

板状検出器１３ａを照射するレーザ光Ｌ１は、ドラム２１ａの回転に従って板状検出器１３ａを主走査し、さらに、走査移動体４４のＺ方向への平行移動に従って板状検出器１３ａを副走査する。これらの主走査及び副走査により、レーザ光Ｌ１は板状検出器１３ａのＸ線受光面の全面を走査する。この走査が行われている間、板状検出器１３ａのＸ線受光面の内部であってエネルギ潜像を保有している部分にレーザ光Ｌ１が照射されると、図５（ａ）に示すように、エネルギ潜像から光が励起されて２次光Ｌ２となって放出される。

放出された２次光Ｌ２は石英ガラス窓３７ａ及びブルーフィルタ４９を通過し、さらにレンズ４８で屈折してフォトマルチプライヤ５１へ向けられる。フォトマルチプライヤ５１は受光した２次光Ｌ２の量に対応した信号を出力し、この出力信号は図４のＸ線強度演算回路５８へ伝送される。Ｘ線強度演算回路５８は受け取ったその信号に基づいてＸ線強度を演算によって求める。

板状検出器１３ａのＸ線受光面を平面視した場合において２次光Ｌ２を放出した位置は、主走査方向の位置と副走査方向の位置とによって特定できる。そして、このようにして特定されたＸ線受光面内の位置は、図２において試料Ｓで回折等したＸ線の回折角度に対応している。具体的に言えば、Ｘ線光軸Ｘ２と交差する原点が回折角度２θ＝０°の位置であり、原点から離れるに従って回折角度２θが大きくなり、原点を中心とする１つの円上の点は同じ回折角度にあることを表している。原点を中心とする１つの円の上に複数のエネルギ潜像が記録された場合、図４のＸ線強度演算回路５８はそれらの潜像に起因する信号を積算して１つの回折角度２θにおけるＸ線強度として演算する。このようにして試料Ｓから出る２次Ｘ線の回折角度２θとその２次Ｘ線の強度Ｉとが求められ、適宜の記憶媒体内に（２θ，Ｉ）のデータとして記憶される。記憶された測定データは必要に応じて画像表示装置の画面上に画像として表示されたり、プリンタによって用紙上に印刷されたりする。

以上により板状検出器１３ａに対する像の読取り処理が終了すると、板状検出器１３ａのＸ線受光面に残存するエネルギを消去してエネルギ状態を平面内で均一な初期状態に設定する処理が行われる。具体的には、図２において、ドラム２１ａの外周面に板状検出器１３ａを巻き付けたままの状態でドラム２１ａをモータ２２ａによって高速で回転させながら、蛍光灯４２ａを点灯する。蛍光灯４２ａから放出された光は、石英ガラス窓３８ａを通過して、高速で回転する板状検出器１３ａに照射される。これにより、板状検出器１３ａのＸ線受光面内の不要なエネルギが消去されて、板状検出器１３ａが再び使用できる状態に設定される。このＸ線消去処理も気密チャンバ３４の外側から石英ガラス窓３８ａを介して行われるので、板状検出器１３ａは気密チャンバ３４の中で真空雰囲気に置かれたままの状態で行われる。

板状検出器１３ａに対するＸ線消去処理が以上のようにして終了したとき、板状検出器１３ａはその全面がドラム２１ａに巻き付いた状態にある。この状態は、Ｘ線露光位置Ｅの左側に描かれている板状検出器１３ｂと同じ状態である。板状検出器１３ａを再びＸ線露光位置Ｅへ張り出させてＸ線画像の記録に供する場合には、ドラム２１ａをモータ２２ａによって駆動して矢印Ｂ方向へ回転させる。すると、回転の当初に爪側係合片２９が固定係合片３１に当たって開き、板状検出器１３ａの第２端片２６ｂの固定が解除される。

そして、ドラム２１ａの回転がさらに続くと、板状検出器１３ａがドラム２１ａの外周面の接線方向へ繰り出される。このとき、板状検出器１３ａは図３に示すように、検出器固定配置装置１２のクランプ板１６と面板１４との間の空間に入り込んで図２のＸ線露光位置Ｅへ張り出して行く。板状検出器１３ａのＸ線受光面の所定領域がＸ線露光位置Ｅへ張り出すと、ドラム２１ａの回転が停止する。この状態で、板状検出器１３ａが再度のＸ線露光処理を受け得る状態に設定される。

以上の説明から明らかな通り、本実施形態によれば、板状検出器１３ａに対するＸ線露光処理、像の読取り処理、そして像の消去処理という一連の処理を、その板状検出器１３ａを気密チャンバ３４の外部へ持ち出すことなく、すなわち板状検出器１３ａを真空雰囲気の中に置いたままの状態で、繰り返して連続して自動的に行うことができる。

また、以上に説明したのは、専ら、Ｘ線露光位置Ｅの右側に配設されたドラム２１ａ及び板状検出器１３ａに関する動作であるが、Ｘ線露光位置Ｅの左側に配設されたドラム２１ｂ及び板状検出器１３ｂを含む検出器処理ユニットも同じ動作を行うことができる。従って、Ｘ線露光位置Ｅの左側に置かれた検出器処理ユニットとその右側に置かれた検出器処理ユニットとの両方を用いてＸ線露光処理、像読取り処理、及び像消去処理の一連の処理を行えば、非常の効率の高い測定を行うことができる。

より具体的に説明すれば、図２において、Ｘ線露光位置Ｅの右側の検出器処理ユニットから板状検出器１３ａを繰り出してＸ線露光処理を行っている間に、左側の検出器処理ユニット内の板状検出器１３ｂに対して、読取り装置４１ｂを用いた像読取り処理及び蛍光灯４２ｂを用いた像消去処理を行うことが効率的である。また、Ｘ線露光位置Ｅの左側の検出器処理ユニットから板状検出器１３ｂを繰り出してＸ線露光処理を行っている間に、右側の検出器処理ユニット内の板状検出器１３ａに対して、読取り装置４１ａを用いた像読取り処理及び蛍光灯４２ａを用いた像消去処理を行うことが効率的である。このようにＸ線露光位置Ｅの両側に設けた検出器処理ユニットを交互に使用することも、本実施形態によれば、気密チャンバ３４の中において真空状態を解除することなく、繰り返して連続して行うことができる。

以上のように、本実施形態によれば、板状検出器１３ａ，１３ｂを気密チャンバ３４の中に収納した状態のままで、それらの板状検出器１３ａ，１３ｂのＸ線受光面をＸ線で露光でき、さらにそれらの板状検出器１３ａ，１３ｂを気密チャンバ３４から取り出すことなく、連続して像の読取り処理を行うことができる。すなわち、本実施形態によれば、板状検出器１３ａ，１３ｂに対するＸ線露光から像読取りに至る一連の処理を気密チャンバ３４内の真空雰囲気内で行うことができる。これにより、真空雰囲気下でのＸ線露光から像読取り処理を短時間で、且つ必要に応じて複数回連続して行うことが可能となる。

また、本実施形態によれば、ドラム２１ａ，２１ｂから張り出した板状検出器１３ａ，１３ｂをＸ線によって露光する際、その板状検出器１３ａ，１３ｂを検出器固定配置装置１２によってＸ線露光位置Ｅに振動や位置ずれしないようにしっかりと固定できる。そのため、板状検出器１３ａ，１３ｂのＸ線受光面の中に信頼性の高いＸ線画像データを得ることができる。

また、本実施形態では、ドラム２１ａ，２１ｂの外周面に巻き付けられる板状検出器１３ａ，１３ｂを、ドラム２１ａ，２１ｂの軸方向に並べられた複数の押えローラ３２によってドラム２１ａ，２１ｂの外周面へ押し付けるようにしたので、板状検出器１３ａ，１３ｂをドラム２１ａ，２１ｂの外周面に密着させることができ、また、読取り装置４１ａ，４１ｂを用いた像の読取り処理の最中に板状検出器１３ａ，１３ｂがドラム２１ａ，２１ｂから剥がれたり、位置ずれしたりすることを防止できる。それらの結果、（２θ，Ｉ）の測定データを正確に測定できる。

（先読み及び後読みの解消）
本実施形態では、図５（ａ）及び図５（ｂ）において、（１）石英ガラス窓３７ａ，３７ｂとレンズ４８との間にブルーフィルタ４９を設けた。また、（２）レンズ４８へ入射するレーザ光Ｌ１の入射点Ａをレンズ４８の中心光軸Ｘ１からずれた位置に設定した。また、（３）レーザ光発生装置４６におけるレーザ光Ｌ１の出射口の近傍に開口部材５６を設けた。また、（４）ブルーフィルタ４９へのレーザ光Ｌ１の入射点の近傍に開口部材５４を設けた。以上の（１）〜（４）の構成は、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示した読取り系においてそれらの構成を用いない場合に発生すると考えられる、いわゆる先読み現象及び後読み現象を解消するために採用した構成である。以下、先読み現象、後読み現象、及びそれらの現象と上記の（１）〜（４）の構成との関係について説明する。

今、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す読取り系であって、（Ａ）ブルーフィルタ４９を取り除き、（Ｂ）レンズ４８へ入射するレーザ光の入射点Ａをレンズ４８の中心光軸Ｘ１に一致させ、（Ｃ）レーザ光発生装置４６におけるレーザ光Ｌ１の出射口の近傍から開口部材５６を取り除き、（Ｄ）ブルーフィルタ４９へのレーザ光Ｌ１の入射点の近傍から開口部材５４を取り除いた構成の読取り系を考える。この読取り系は、例えば、図６に示す構成である。

そして、図６に示すこの読取り系を用いて、図７に示す板状検出器１３ａ，１３ｂに形成された真像６１を読取るものとする。図７において矢印で示す主走査方向は、板状検出器１３ａ，１３ｂの回転に対してレーザ光が板状検出器１３ａ，１３ｂの横方向へ相対的に移動する方向を示している。また、矢印で示す副走査方向は、図４の走査移動体４４がＺ方向へ平行移動する際にレーザ光が板状検出器１３ａ，１３ｂの縦方向へ相対的に移動する方向を示している。

図６に示す読取り系は、本来であれば、図７の真像６１だけを読取るべきものであるが、実際には、符号６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄで示す位置に像があるものと読取ってしまう。像６２Ａ及び像６２Ｃは真像６１の影のように現れた。つまり、真像６１よりも薄い像として現れた。また、像６２Ｂは斑点状に現れた。また、像６２Ｄは真像６１の上を覆う帽子状に現れた。

像６２Ａは、図６において、レーザ光Ｌ１が板状検出器１３ａ，１３ｂとレンズ４８との間で反射することに起因して先読み現象が生じたことが原因となって生じたものと考えられる。また、像６２Ｂ及び像６２Ｃは、図６において、レンズ４８からの反射が、さらに石英ガラス窓３７ａ，３７ｂで反射したことに起因して先読み現象及び後読み現象が生じたことが原因となって生じたものと考えられる。

ここで、先読み及び後読みについて図８を用いて説明する。図８において、レーザ光Ｌ３がレンズ４８を通過して板状検出器１３ａ，１３ｂを照射する際、そのレーザ光Ｌ３は板状検出器１３ａ，１３ｂで反射する。反射するレーザ光は読取り点Ｂの先方に進むものＬ３０もあるし、読取り点Ｂの後方に進むものＬ３１もある。先方に反射したレーザ光Ｌ３０が図７の真像６１を読取ってしまうのが先読み現象であり、後方へ反射したレーザ光が真像６１を読取ってしまうのが後読み現象である。

図７の像６２Ｄは、図８で示したレンズ４８からのレーザ光の反射ではなく、主に、図６の石英ガラス窓３７ａ，３７ｂでの反射に起因して生じたものであると思われる。この場合、レーザ光は読取り前の強度の方が読取り後の強度よりも強いので、先読み現象による影響の方が強いと思われる。また、レーザ光の裾の広がりや、読取り点Ｂでの検出器１３ａ，１３ｂのニジミによって像がボケて読み出されることも原因になると思われる。

以上のような不要な読取り像６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄに関し、図５（ａ）に示すように、レーザ光通過領域５３を備えたブルーフィルタ４９を石英ガラス窓７ａ，３７ｂとレンズ４８との間に配置すると、それらの不要な像６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄを読取ってしまうことを実用上差し支えのない程度まで抑制できた。これは、レンズ４８、石英ガラス窓３７ａ，３７ｂ、及び板状検出器１３ａ，１３ｂとの間で発生していたレーザ光Ｌ１の反射をブルーフィルタ４９によって抑制できたからであると考えられる。

また、図５（ｂ）に示すように、レンズ４８へのレーザ光の入射点Ａをレンズ光軸Ｘ１に対して主走査方向の下流側に設定することと、その入射点Ａをレンズ光軸Ｘ１に対して副走査方向の下流側に設定することの、いずれか一方又は両方を行ったところ、不要な像６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄを読取ってしまうことをより一層抑制できた。これは次の理由によるものと考えられる。

すなわち、レンズ４８の光軸Ｘ１以外の点に入射したレーザ光は、一般に、レンズ４８の下流側において光軸Ｘ１へ向けて屈折する。従って、レンズ４８へのレーザ光の入射点Ａを光軸Ｘ１よりも走査方向の下流側へずらせば、レーザ光はレンズ４８で屈折して走査方向の上流側（すなわち、走査方向の後方）へ屈折する。つまり、レーザ光はレンズ４８の後方へ向かって進むことになる。このようにしてレーザ光がレンズ４８の後方へ向かって進むように規制すれば、先読み現象の発生を抑制できる。図７に示した不要な読取り像６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄは、後読み現象よりも先読み現象に起因して発生する割合の方が大きいので、上記のように先読み現象の発生を抑制したことにより、それらの不要な像の発生を効果的に抑制できたものと思われる。

なお、図５（ｂ）において、レーザ光のレンズ４８への入射点Ａを走査方向の下流側へずらして設定することは、主走査方向又は副走査方向のいずれか一方であっても良いし、あるいは、それらの両方であっても良い。但し、レーザ光照射点Ａを主走査方向又は副走査方向のいずれか一方だけへずらす場合よりも、それを両方向へずらす場合の方が、不要な像の読取りを抑制することに関してより一層効果的であった。

レーザ光のレンズ４８への入射点Ａを主走査方向及び副走査方向の両方に関してレンズ光軸からずらすことは、レーザ光のレンズ４８への入射点Ａを、図５（ｂ）に示すように、主走査方向軸線又は副走査方向軸線に対して４５°の角度だけずらすことによって実現できる。この場合には、入射点Ａはレンズ光軸に対して主走査方向及び副走査方向へ等距離だけずれることになる。

また、レーザ光のレンズ４８への入射点Ａをレンズ光軸からずらすことに関して、主走査方向軸線又は副走査方向軸線に対して４５°の角度だけずらすことに替えて、図９に示すように、主走査方向軸線に対する角度θ０を大きくとり、副走査方向軸線に対する角度θ１を小さくとるようにしても良い。一般に、先読み現象及び後読み現象は主走査方向に関してよりも副走査方向に関して大きく影響を及ぼすので、副走査方向に関するレーザ光入射点のレンズ光軸からの距離的なずれ量を大きくとった方が不要な像の読取りをより効果的に押えることができるからである。図９では、副走査方向に関する距離的なずれ量を大きくとるために、主走査方向軸線に対する角度θ０を６０°とし、副走査方向軸線に対する角度θ１を３０°としている。

また、図５（ａ）に示すように、ブルーフィルタ４９のレーザ光通過領域５３の前方位置に開口部材５４を設けるか、又は、レーザ光発生装置４６のレーザ出射口の前方に開口部材５６を設けるか、又は開口部材５４と開口部材５６の両方を設けたことにより、不要な像の読取りを抑制することができた。これは、開口要素５４，５６を設けることにより、板状検出器１３ａ，１３４ｂのＸ線受光面を照射するレーザ光Ｌ１のスポットの周囲部分がボケることを防止できたからであると思われる。また、レーザ光が読取り光学系の内部で不要な方向へ進んで不要な読取りを行うことを防止できたためとも考えられる。

また、本実施形態では、図２の石英ガラス窓３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成する石英ガラスの表面や、図５（ａ）のレンズ４８の表面に、光の反射を抑制するためのコーティング処理を施した。これにより、読取り時に不要な像を読取ってしまうことを抑制できた。これは、レーザ光が石英ガラス窓やレンズで反射することが防止できたからであると思われる。

図１０は、板状検出器１３ａ，１３ｂとレンズ４８とを含む読取り光学系との間に石英ガラス窓３７ａ，３７ｂを設けた場合におけるレーザ光Ｌ１の反射状態を示している。図示の通り、レーザ光Ｌ１は大きく分けて、“Ａ”、“Ｂ”、“Ｃ”の３種類の反射を行うと考えられる。“Ａ”は、レンズ４８、ブルーフィルタ４９、石英ガラス窓３７ａ，３７ｂを通過し、板状検出器１３ａ，１３ｂで反射し、さらにレンズ４８で反射して、板状検出器１３ａ，１３ｂへ到達する反射経路である。

“Ｂ”は、レンズ４８、ブルーフィルタ４９を通過して石英ガラス窓３７ａ，３７ｂで反射し、さらにレンズ４８で反射して、板状検出器１３ａ，１３ｂへ到達する反射経路である。また、“Ｃ”は、レンズ４８、ブルーフィルタ４９、石英ガラス窓３７ａ，３７ｂを通過し、板状検出器１３ａ，１３ｂで反射し、さらに石英ガラス窓３７ａ，３７ｂで反射して、板状検出器１３ａ，１３ｂへ到達する反射経路である。以上の各反射光は、それぞれ、先読み現象及び後読み現象を生じて不要な読取り像を形成するおそれがある光である。

しかしながら、本実施形態によれば、ブルーフィルタ４９を設けたことにより、主に、“Ａ”及び“Ｂ”の反射光の影響を除去できる。また、ブルーフィルタ４９の表面に施したコーティング処理により、主に、“Ｂ“、“Ｃ”の反射光の影響を除去できる。なお、コーティング処理を、ブルーフィルタ４９に加えて、石英ガラス窓３７ａ，３７ｂの表面及びレンズ４８の表面にも施せば、“Ｂ“、“Ｃ”の反射光の影響を除去する効果をより一層高めることができる。

（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。

例えば、図２に示した実施形態では、ドラム２１ａ及び板状検出器１３ａを含む検出器処理ユニットと、ドラム２１ｂ及び板状検出器１３ｂを含む検出器処理ユニットとの一対のユニットをＸ線露光位置Ｅの左右の両側に設けたが、この構成に替えて、１つの検出器処理ユニットをＸ線露光位置Ｅの左右のいずれか一方に設けるようにしても良い。

また、図２の実施形態では、蛍光灯４２ａ，４２ｂを気密チャンバ３４の外側に設けたが、これらは、気密チャンバ３４の内側に設けても良い。

また、ドラム２１ａ，２１ｂから張り出した板状検出器１３ａ，１３ｂが自然な状態でＸ線露光位置Ｅに安定状態で静止できるのであれば、検出器固定配置装置１２は必ずしも設ける必要はない。また、図３の面板１４だけを設ける構成とすることもできる。また、ドラム２１ａ，２１ｂからＸ線露光位置Ｅに至るまでの間に板状検出器１３ａ，１３ｂを案内するためのガイド板を設けても良い。

また、図１に示した実施形態では、フィラメントとターゲットとによって構成されるＸ線源Ｆから放射されるＸ線を用いて測定を行うものとした。この様な、実験室系Ｘ線回折装置は、一般に、強度が弱いので、全ての処理を真空雰囲気内で行うことができる本発明のＸ線分析装置を、実験室系Ｘ線回折装置として用いる場合に適用すれば非常に有効である。また、本発明のＸ線分析装置を、放射光を用いる場合に適用しても、Ｘ線強度の増強やバックグラウンドの低減に有効である事にかわりはない。

また、本実施形態では、図５（ａ）において、反射を抑制できる材料の単層を６５０ｎｍの厚さで石英ガラスの表裏両面にコーティングすることにより、図２の石英ガラス窓３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの反射率を２．２％に設定した。しかしながら、単層コーティングに替えて、同じ６５０ｎｍの厚さの多層膜材料をコーティングしても良い。多層膜コーティングによれば、石英ガラスの反射率をさらに低くすることができる。例えば、多層膜コーティングを採用すれば、反射率ＲをＲ≦１％にすることができる。

また、上記の実施形態では、図５（ｂ）に示したように、レンズ４８へのレーザ光の入射点Ａを、主走査方向及び副走査方向の両方に関して下流側へずらせたが、これに替えて、主走査方向及び副走査方向のいずれか一方に関して入射点Ａを中心軸Ｘ１に対してずらせるようにしても良い。

本発明に係るＸ線画像読取り装置を含むＸ線分析装置の一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係るＸ線画像読取り装置の内部構成を示す斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に従ってＸ線露光位置の断面構造を示す断面図である。 図２に示すＸ線画像読取り装置の主要部である読取り装置の構成を示す断面図である。 （ａ）は図４に示す読取り装置の主要部を拡大して示す図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｄに従ったレンズの正面図である。 比較のために図５の構成から主要な光学要素を取り除いた状態の読取り系を示す図である。 読取り不良を具体的に示す図である。 図７の読取り不良の原因の１つである先読み現象及び後読み現象を説明するための図である。 本発明に係るＸ線画像読取り装置の他の実施形態の要部を示す図である。 読取り光学系の内部におけるレーザ光の反射状態を説明するための図である。

符号の説明

１．Ｘ線分析装置、 ２．Ｘ線測定装置、 ３．Ｘ線画像読取り装置、
４．Ｘ線光学系、 ６．光学系用気密チャンバ、 ７．試料ホルダ、
１１．筐体ケース、 １２．検出器固定配置装置、
１３ａ，１３ｂ．板状検出器（２次元Ｘ線検出手段）、 １４．面板、
１６．クランプ板、 １７．スペース部材、 １８．可動板、
１９．ロータリーソレノイド、 １９ａ．出力軸、 ２１ａ，２１ｂ．ドラム、
２２ａ，２２ｂ．モータ、 ２４ａ，２４ｂ．軸、 ２６ａ．第１端辺、
２６ｂ．第２端辺、 ２７．軸部材、 ２８．爪部材、 ２９．爪側係合片、
３１．固定係合片、 ３２．押えローラ、 ３３．ローラ軸、 ３４．気密チャンバ、
３６．開口、 ３７ａ，３７ｂ．石英ガラス窓（隔壁）、
３８ａ，３８ｂ．石英ガラス窓、 ４１ａ，４１ｂ．読取り装置、
４２ａ，４２ｂ．蛍光灯、 ４３．送りネジ軸、 ４４．走査移動体、
４６．レーザ光発生装置（１次光発生手段）、 ４７．プリズム、 ４８．レンズ、
４９．ブルーフィルタ、 ５１．フォトマルチプライヤ（光電変換手段）、
５２．モータ、 ５３．レーサ光通過領域、 ５４．開口部材、 ５６．開口部材、
５７．カップリング装置、 ６１．真像、
６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ．読取り不良の像、 Ａ．レーザ光の入射点、
Ｂ．読取り点、 Ｅ．Ｘ線露光位置、 Ｆ．Ｘ線源、 Ｌ１．レーザ光（１次光）、
Ｌ２．２次光、 Ｌ３，Ｌ３０，Ｌ３１．レーザ光、 Ｑ．開口、 Ｒ１．１次Ｘ線、
Ｒ２，２次Ｘ線、 Ｓ．試料、 Ｗ０．２次元Ｘ線検出器の幅、
Ｘ０．ドラム中心軸線、 Ｘ１．レンズ光軸、 Ｘ２．Ｘ線光軸

Claims (6)

1. 内部にエネルギ潜像を有する２次元Ｘ線検出手段に１次光を照射したときに前記エネルギ潜像に起因して前記２次元Ｘ線検出手段から発生する２次光を検出するＸ線画像読取り装置において、
   前記１次光を発生する１次光発生手段と、
   該１次光発生手段から発生した前記１次光を前記２次元Ｘ線検出手段へ集光して導くと共に、前記２次元Ｘ線検出手段から発生する前記２次光を集光して通過させるレンズと、
   前記レンズを通過した前記２次光を受光して電気信号に変換する光電変換手段と、
   前記２次元Ｘ線検出手段と前記レンズとの間に配置されていて前記１次光及び前記２次光を通過させることができる隔壁と、
   該隔壁と前記レンズとの間に配置されていて、前記１次光の通過を抑制し前記２次光の通過を許容する光透過特性を有し、前記レンズから前記２次元Ｘ線検出手段へ向かう前記１次光が当たる部分は該１次光の通過を許容する領域となっているフィルタと、
   前記レンズによる前記２次元Ｘ線検出手段への光の照射点を互いに直交する方向である主走査方向及び副走査方向へ走査移動させるために前記レンズを前記２次元Ｘ線検出手段に対して相対的に走査移動させる走査移動手段と、を有し、
   前記１次光の前記レンズへの入射点は、前記レンズの中心軸線に比べて、前記２次元Ｘ線検出手段に対する前記レンズの相対的な主走査移動方向及び副走査移動方向における下流側へずれている
   ことを特徴とするＸ線画像読取り装置。
2. 請求項１記載のＸ線画像読取り装置において、前記１次光の前記レンズへの入射点は、該レンズの主走査方向又は副走査方向に対して４５°の角度だけずれることを特徴とするＸ線画像読取り装置。
3. 請求項１又は請求項２記載のＸ線画像読取り装置において、
   前記レンズから出て前記２次元Ｘ線検出手段へ向かう前記１次光が前記フィルタに当たる部分の近傍に、該１次光のビーム径よりも大きく、且つ該１次光の通過を許容する前記フィルタ表面上の領域の面積よりも小さい開口を備えた開口要素を設けたことを特徴とするＸ線画像読取り装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のＸ線画像読取り装置において、前記隔壁は石英ガラスによって形成され、その石英ガラスの内側表面及び外側表面の少なくともいずれか一方には、反射を抑制するコーティング処理が施されることを特徴とするＸ線画像読取り装置。
5. 請求項４記載のＸ線画像読取り装置において、前記フィルタの内側表面及び外側表面の少なくともいずれか一方には、反射を抑制するコーティング処理が施されることを特徴とするＸ線画像読取り装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のＸ線画像読取り装置において、
   前記２次元Ｘ線検出手段を気密に囲む気密チャンバをさらに有し、
   前記隔壁は前記気密チャンバを構成する要素である
   ことを特徴とするＸ線画像読取り装置。

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