JP5949704B2

JP5949704B2 - 回折環形成方法

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Publication number: JP5949704B2
Application number: JP2013171230A
Authority: JP
Inventors: 洋一丸山
Original assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
Current assignee: Pulstec Industrial Co Ltd
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2016-07-13
Anticipated expiration: 2033-08-21
Also published as: JP2015040743A

Description

本発明は、イメージングプレートの表面に形成されたＸ線回折環に基づいて測定対象物を評価するために、測定対象物にＸ線を照射して、測定対象物で回折したＸ線によりイメージングプレートの表面にＸ線回折環を形成する回折環形成方法に関する。

従来から、例えば下記特許文献１に示されているように、イメージングプレートの表面に形成されたＸ線回折環（以下、回折環という）に基づいて測定対象物の残留応力を測定するＸ線回折測定装置はよく知られている。この種のＸ線回折測定装置においては、Ｘ線出射器から出射されたＸ線を所定の角度で測定対象物に照射し、測定対象物で回折したＸ線（以下、回折Ｘ線という）を、感光性を有するイメージングプレートで受光して、イメージングプレートの表面に回折環を形成している。そして、イメージングプレートにレーザ光を照射して、輝尽発光により発生した光の強度をレーザ光の照射位置とともに検出することで、形成された環状の回折環の形状を測定し、この形状からｃｏｓα法により分析を行って測定対象物の残留応力を計算するようにしている。

特開２０１２−２２５７９６号公報

上記のようなＸ線回折測定装置においては、Ｘ線出射器から出射されるＸ線をそのまま測定対象物に照射すると断面径が大きくなりすぎてしまうが、特許文献１に示されるように長尺状の貫通孔を介してＸ線を測定対象物に照射することで、測定対象物に照射されるＸ線の断面径を小さくすることができる。しかしながら、そのようにしても測定対象物に照射されるＸ線はある程度の断面径を有しており、回折環の形状から残留応力を計算した場合、残留応力はＸ線が照射された箇所全体の平均値となる。このため、Ｘ線の断面径より小さい微小部分の残留応力を測定したいという要求に答えることができないという問題がある。また、照射されるＸ線がある程度の断面径を有していると、測定対象物が円柱状または円筒状で断面径が小さい物体である場合、図１４に示すようにＸ線入射角がＸ線の照射領域によって異なるため、回折環の形状から残留応力を計算した場合、測定精度が悪いという問題もある。本発明はこの問題を解消するためなされたもので、その目的は、測定対象物にＸ線を照射して測定対象物で回折したＸ線によりイメージングプレートの表面に回折環を形成する回折環形成方法において、測定対象物の微小部分による回折環を形成することを可能にして、回折環から計算される残留応力を微小部分の値にでき、断面径が小さい円柱状または円筒状の物体でも精度のよい残留応力を求めることができる回折環形成方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、中央にＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、テーブルに取付けられて、中央部にてＸ線を通過させるとともに、測定対象物にて回折したＸ線の回折光を受光する受光面を有し、回折光の像である回折環を記録するイメージングプレートとを備えた回折環形成装置を用いた回折環形成方法において、測定対象物の表面に、測定対象物に照射される位置におけるＸ線出射器から出射されたＸ線の断面径より小さい幅のスリットを形成するスリット形成ステップと、スリット形成ステップにより形成されたスリット内の測定箇所に、Ｘ線出射器から出射されるＸ線が照射され、スリットの中心線が、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸がイメージングプレートと交差する点を含むイメージングプレート上のラインであって、イメージングプレートに記録された回折環を読取る際に回転角度０度とする回転基準位置のラインとを含む平面内に略含まれ、さらに測定対象物においてスリットが形成された箇所の表面が平面と垂直になるよう、回折環形成装置に対する測定対象物の位置および姿勢を調整する位置姿勢調整ステップと、Ｘ線出射器からＸ線を出射し、イメージングプレートに回折環を形成する回折環形成ステップとからなることにある。

これによれば、Ｘ線出射器から出射されるＸ線は、スリット形成ステップにより形成されたＸ線の断面径より小さい幅のスリットに照射されるので、測定対象物の微小部分による回折環を形成することが可能であり、回折環から計算される残留応力を微小部分の値にできる。また、測定対象物が断面径が小さい円柱状または円筒状の物体でもスリットを円柱状または円筒状の中心軸方向と平行に形成すれば、物体に対するＸ線入射角を一定にすることができる。また、位置姿勢調整ステップにより、スリット内の測定箇所にＸ線出射器から出射されるＸ線が照射され、スリットの中心線が、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸がイメージングプレートと交差する点を含むイメージングプレート上のラインであって、イメージングプレートに記録された回折環を読取る際に回転角度０度とする回転基準位置のラインとを含む平面内に略含まれ、測定対象物においてスリットが形成された箇所の表面が平面と垂直になるよう、回折環形成装置に対する測定対象物の位置および姿勢を調整すれば、回折環から計算される残留応力の値を精度のよい値にすることができる。その理由は、後で詳細に説明する。なお、精度のよい値にすることができるのは、従来技術の場合と同様、イメージングプレートからＸ線の照射点までの距離および測定対象物に対するＸ線の入射角が精度よく得られるか、精度よく設定値に設定されるという前提条件の上である。

また、本発明の他の特徴は、回折環形成装置は、Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、可視光の照射点を含む領域の測定対象物の画像を結像するとともに測定対象物による可視光の反射光を集光する結像レンズ、及び結像レンズによって結像された画像と集光された反射光の受光点を撮像する撮像器を有し、撮像された画像と受光点を表す撮像信号を出力するカメラと、カメラから出力される撮像信号を入力して、撮像器によって撮像された画像を画面上に表示すると共に、画面上にＸ線出射器から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面と、撮像器の受光面とが交差する基準ラインを表示する表示器とを備え、位置姿勢調整ステップは、可視光出射器から可視光を出射したうえで、可視光の照射点がスリット内の測定箇所と略一致し、基準ラインの位置とスリットの中心線の位置が略一致し、さらに基準ラインと受光点が略交差するように回折環形成装置に対する測定対象物の位置および姿勢を調整することにある。

これによれば、表示器に表示されるカメラによる撮影画像と撮影画像にはよらない基準ラインとを見ながら、可視光の照射点がスリット内の測定箇所と略一致し、基準ラインの位置とスリットの中心線が略一致し、さらに基準ラインと受光点が略交差するように測定対象物の位置および姿勢を調整することで、容易に測定対象物の位置および姿勢を、適切な位置と姿勢にすることができる。適切な位置と姿勢とは、前述のように、スリット内の測定箇所にＸ線が照射され、スリットの中心線がＸ線出射器から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面内に略含まれ、さらに測定対象物においてスリットが形成された箇所の表面が平面と垂直になる位置である。

また、本発明の他の特徴は、回折環形成装置は、Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、測定対象物が載置されるとともに、Ｘ線出射器およびテーブルに対する姿勢が固定されているステージであって、載置面に、Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面と、載置面とが交差するラインに平行な基準ラインが描かれたステージとを備え、位置姿勢調整ステップは、可視光出射器から可視光を出射したうえで、可視光の照射点がスリット内の測定箇所と略一致し、ステージに描かれた基準ラインの位置とスリットの中心線が略平行になるように測定対象物の位置および姿勢を調整することにある。

これによれば、測定対象物に形成したスリットを見ながら、可視光の照射点がスリット内の測定箇所と略一致し、ステージに描かれたラインの位置とスリットの中心線が略平行になるように測定対象物の位置および姿勢を調整することで、容易に測定対象物の位置および姿勢を、適切な位置と姿勢にすることができる。よって、回折環形成装置にカメラを備える必要がないので、装置のコストを抑制することができる。なお、この方法が使用できるのは、測定対象物はＸ線が照射される面がステージ載置面と平行である物体、すなわち厚さ一定の平板状物体に限定される。

また、本発明の他の特徴は、回折環形成装置は、レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、レーザ光をイメージングプレートの受光面に照射するとともに、レーザ光の照射によってイメージングプレートから出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、イメージングプレートに形成された回折環を消去する光を出射する消去用光出射器と、テーブルを貫通孔の中心軸回りに回転させる回転機構と、Ｘ線出射器からのＸ線をテーブル及びイメージングプレートを通過させるＸ線出射位置と、レーザ検出装置からのレーザ光をイメージングプレートに照射するレーザ光照射位置との間で、テーブルを移動させる移動機構と、回転機構を制御してテーブルを回転させるとともに、移動機構を制御してテーブルを移動させながら、レーザ検出装置を制御してイメージングプレートの受光面にレーザ光を照射位置を検出しながら照射するとともに、レーザ検出装置からの受光信号を入力して、検出した照射位置と入力した受光信号を処理してイメージングプレートに形成された回折環を読取る回折環読取手段と、回転機構を制御してテーブルを回転させるとともに、移動機構を制御してテーブルを移動させながら、消去用光出射器を制御してイメージングプレートの受光面に消去用光を照射する回折環消去手段とを備え、スリット形成ステップは、スリットを、測定対象物を連続して評価する直線ラインとスリットの中心線とを一致させて形成し、回折環形成ステップは、測定対象物を回折環形成装置と相対的に移動させて、スリットの中心線方向にＸ線出射器から出射されるＸ線の照射点を変えると共に、各照射点ごとに回折環の形成、回折環の読取り及び回折環の消去からなるルーチンを行うことにある。

これによれば、１つのラインに沿って微小部分の残留応力を連続して測定したい場合は、そのラインの方向にスリットを形成し、前述のように測定対象物の位置と姿勢を調整した後、ラインの方向に測定対象物を回折環形成装置と相対的に移動させて、回折環の形成、回折環の読取り及び回折環の消去からなるルーチンを行えば、実現することができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、回折環形成方法に限定されるものではなく、それぞれのステップを作業者を介さずに装置が自動で行うようにすれば、回折環形成装置の発明としても実施し得るものである。

本発明を実施する際に用いるＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムの一実施形態を示す全体概略図である。図１のＸ線回折測定装置の拡大図である。図２のＸ線回折測定装置におけるＸ線が通過する部分を拡大して示す部分断面図である。図１のプレート部分の拡大斜視図である。Ｘ線回折測定装置を用いて、測定対象物の残留応力を測定するまでの工程図である。測定対象物にスリットを形成した時の様子を示した図である。測定対象物のＸ線照射点箇所に微小幅のスリットを形成し、測定対象物の位置および姿勢を調整したうえで回折環を形成すると、形成した回折環から精度よく微小部分の残留応力を求めることができることを説明する図であり、通常の測定の場合の図である。図７Ａと同じ目的の図であり、Ｘ線照射点箇所に微小な穴を形成した場合の図である。図７Ａと同じ目的の図であり、Ｘ線照射点箇所に微小幅のスリットを形成し、スリットの中心線がＸ線照射点の中心を通る場合の図である。図７Ａと同じ目的の図であり、Ｘ線照射点箇所に微小幅のスリットを形成し、スリットの中心線が測定試料に投影したＸ線照射方向に平行であるが、Ｘ線照射点の中心は通らない場合の図である。図７Ａと同じ目的の図であり、Ｘ線照射点箇所に微小幅のスリットを形成し、スリットが任意の位置にある場合の図である。回折環の半径方向に対するＸ線露光強度曲線を示した図である。回折環の位置が測定試料に投影したＸ線の照射方向の垂直方向に変化した場合の、残留圧縮応力を求める際の影響を示した図である。 (Ａ)は測定対象物ＯＢのＺ軸周りの回転位置調整を説明するための図であり、(Ｂ)は前記位置調整時の画像を示す図である。 (Ａ)はステージのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置調整を説明するための図であり、(Ｂ)は前記位置調整時の画像を示す図である。 (Ａ)はステージのＸ，Ｙ軸周りの傾き調整を説明するための図であり、(Ｂ)は前記傾き調整時の画像を示す図である。 (Ａ)はステージのＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置及びＸ，Ｙ軸周りの傾きの微調整を説明するための図であり、(Ｂ)は前記微調整時の画像を示す図である。断面径が小さい円筒状または円柱状物体においては、Ｘ線の照射箇所によりＸ線の入射角度が異なることを示す図である。

本発明を実施する際に用いるＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムの一実施形態の構成について図１乃至図３を用いて説明する。なお、少なくとも回折環を形成する機能を備えれば本発明は実施できるので、Ｘ線回折測定装置を回折環形成装置とよぶこともある。このＸ線回折測定システムは、測定対象物ＯＢの残留応力を測定及び評価するために、Ｘ線を測定対象物ＯＢに照射するとともに、Ｘ線の照射によって測定対象物ＯＢからの出射される回折Ｘ線により形成される回折環の形状を検出する。なお、本実施形態では、測定対象物ＯＢは鉄製の板状部材である。

Ｘ線回折測定装置は、Ｘ線を出射するＸ線出射器１０、回折Ｘ線による回折環が形成されるイメージングプレート１５を取り付けるためのテーブル１６と、テーブル１６を回転及び移動させるテーブル駆動機構２０と、イメージングプレート１５に形成された回折環の形状を測定するためのレーザ検出装置３０と、これらのＸ線出射器１０、イメージングプレート１５、テーブル１６、テーブル駆動機構２０及びレーザ検出装置３０を収容するケース５０とを備えている。そして、Ｘ線回折測定システムは、前記Ｘ線回折測定装置とともに、測定対象物ＯＢがセットされる対象物セット装置６０、コンピュータ装置９０及び高電圧電源９５を備えている。また、ケース５０内には、Ｘ線出射器１０、テーブル１６、テーブル駆動機構２０及びレーザ検出装置３０に接続されて作動制御したり、検出信号を入力したりするための各種回路も内蔵されており、図１においてケース５０外に示された２点鎖線で示された各種回路は、ケース５０内の２点鎖線内に納められている。なお
、図１及び図２においては、回路基板、電線、固定具、空冷ファンなどは省略されている。

ケース５０は、略直方体状に形成されるとともに、底面壁５０ａと側面壁５０ｂの角部を紙面の表側から裏側に向けて切り欠くように設けた切欠き部壁５０ｃを有するように形成されている。ケース５０の上面壁５０ｄには、ケース５０を持ち運ぶための取っ手５１が設けられている。このケース５０の図示裏側の側面壁には、支持ロッド５２（図１では省略）に固定される固定具が設けられており、ケース５０は、切欠き部壁５０ｃが対象物セット装置６０の上面に対向するように、図示傾斜状態で支持ロッド５２に固定される。支持ロッド５２は、設置面上に載置された平板状に形成された設置プレート５３上に立設固定されている。

対象物セット装置６０は、いわゆるゴニオメータで構成されており、測定対象物ＯＢが載置されるステージ６１を、図示Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向にそれぞれ移動させるとともに、図示Ｘ軸及びＹ軸周りに回動（傾斜）させるものである。設置面上に載置された平板状に形成された設置プレート６２上に、高さ調整機構６３、第１乃至第５プレート６４〜６８及びステージ６１がそれぞれ下から上に順に載置されている。高さ調整機構６３は、操作子６３ａを有し、操作子６３ａの回動操作により第１プレート６４を設置プレート６２に対して上下動（すなわちＺ軸方向に移動）させて、設置プレート６２と第１プレート６４間の垂直距離を変更することにより第１プレート６４の高さすなわちステージ６１の高さを変更する。

第２プレート６５には操作子６５ａが組み付けられており、操作子６５ａの回動操作により、図示しない機構を介して第３プレート６６が第２プレート６５に対してＹ軸周りに回動されて、第３プレート６６の第２プレート６５に対するＹ軸周りの傾斜角すなわちステージ６１のＹ軸周りの傾斜角が変更される。第３プレート６６には操作子６６ａが組み付けられており、操作子６６ａの回動操作により、図示しない機構を介して第４プレート６７が第３プレート６６に対してＸ軸周りに回動されて、第４プレート６７の第３プレート６６に対するＸ軸周りの傾斜角すなわちステージ６１のＸ軸周りの傾斜角が変更される。第４プレート６７には操作子６７ａが組み付けられており、操作子６７ａの回動操作により、図示しない機構を介して第５プレート６８が第４プレート６７に対してＸ軸方向に移動されて、第５プレート６８の第４プレート６７に対するＸ軸方向の位置すなわちステージ６１のＸ軸方向の位置が変更される。第５プレート６８には操作子６８ａが組み付けられており、操作子６８ａの回動操作により、図示しない機構を介してステージ６１が第５プレート６８に対してＹ軸方向に移動されて、ステージ６１の第５プレート６８に対するＹ軸方向の位置すなわちステージ６１のＹ軸方向の位置が変更される。

Ｘ線出射器１０は、長尺状に形成され、ケース５０内の上部にて図示左右方向に延設されてケース５０に固定されており、高電圧電源９５からの高電圧の供給を受け、Ｘ線制御回路７１により制御されて、Ｘ線を下方（図示左下方向）に向けて出射する。Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線の光軸のステージ６１上面の垂直方向に対する角度（厚さ一定の平板に対するＸ線の入射角度φ）が所定角度φｏとなるように、ケース５０が支持ロッド５２に対して組み付けられるとともに、Ｘ線出射器１０の出射口１１の向きが設定されている。この所定角度φｏは、例えば３０度乃至４５度の範囲内の所定角度である。

Ｘ線制御回路７１は、後述するコンピュータ装置９０を構成するコントローラ９１によって制御され、Ｘ線出射器１０から一定の強度のＸ線が出射されるように、Ｘ線出射器１０に高電圧電源９５から供給される駆動電流及び駆動電圧を制御する。また、Ｘ線出射器１０は、図示しない冷却装置を備えていて、Ｘ線制御回路７１は、この冷却装置に供給される駆動信号も制御する。これにより、Ｘ線出射器１０の温度が一定に保たれる。

テーブル駆動機構２０は、Ｘ線出射器１０の下方にて、移動ステージ２１を備えている。移動ステージ２１は、フィードモータ２２及びスクリューロッド２３により、Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線の光軸と測定対象物ＯＢの法線とが成す平面内であって、前記Ｘ線の光軸に垂直な方向に移動可能となっている。フィードモータ２２は、テーブル駆動機構２０内に固定されていてケース５０に対して移動不能となっている。スクリューロッド２３は、Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線の光軸に垂直な方向に延設されていて、その一端部がフィードモータ２２の出力軸に連結されている。スクリューロッド２３の他端部は、テーブル駆動機構２０内に設けた軸受部２４に回転可能に支持されている。また、移動ステージ２１は、それぞれテーブル駆動機構２０内にて固定された、対向する１対の板状のガイド２５，２５により挟まれていて、スクリューロッド２３の軸線方向に沿って移動可能となっている。すなわち、フィードモータ２２を正転又は逆転駆動すると、フィードモータ２２の回転運動が移動ステージ２１の直線運動に変換される。フィードモータ２２内には、エンコーダ２２ａが組み込まれている。エンコーダ２２ａは、フィードモータ２２が所定の微小回転角度だけ回転するたびに、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を位置検出回路７２及びフィードモータ制御回路７３へ出力する。

位置検出回路７２及びフィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１からの指令により作動開始する。測定開始直後において、フィードモータ制御回路７３は、フィードモータ２２を駆動して移動ステージ２１をフィードモータ２２側へ移動させる。位置検出回路７２は、エンコーダ２２ａから出力されるパルス列信号が入力されなくなると、移動ステージ２１が移動限界位置に達したことを表す信号をフィードモータ制御回路７３に出力し、カウント値を「０」に設定する。フィードモータ制御回路７３は、位置検出回路７２から移動限界位置に達したことを表す信号を入力すると、フィードモータ２２への駆動信号の出力を停止する。上記の移動限界位置を移動ステージ２１の原点位置とする。したがって、位置検出回路７２は、移動ステージ２１が図１及び図２にて左上方向に移動して移動限界位置に達したとき「０」を表す位置信号を出力し、移動ステージ２１が移動限界位置から右下方向へ移動すると、エンコーダ２２ａからのパルス列信号をカウントし、移動限界位置からの移動距離ｘを表す信号を位置信号として出力する。

フィードモータ制御回路７３は、コントローラ９１から移動ステージ２１の移動先の位置を表す設定値を入力すると、その設定値に応じてフィードモータ２２を正転又は逆転駆動する。位置検出回路７２は、エンコーダ２２ａが出力するパルス信号のパルス数をカウントする。そして、位置検出回路７２は、カウントしたパルス数を用いて移動ステージ２１の現在の位置（移動限界位置からの移動距離ｘ）を計算し、コントローラ９１及びフィードモータ制御回路７３に出力する。フィードモータ制御回路７３は、位置検出回路７２から入力した移動ステージ２１の現在の位置が、コントローラ９１から入力した移動先の位置と一致するまでフィードモータ２２を駆動する。

また、フィードモータ制御回路７３は、移動ステージ２１の移動速度を表す設定値をコントローラ９１から入力する。そして、エンコーダ２２ａから入力したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を用いて、移動ステージ２１の移動速度を計算し、前記計算した移動ステージ２１の移動速度がコントローラ９１から入力した移動速度になるようにフィードモータ２２を駆動する。

一対のガイド２５，２５の上端は、板状の上壁２６によって連結されている。上壁２６には、貫通孔２６ａが設けられていて、貫通孔２６ａの中心位置はＸ線出射器１０の出射口１１の中心位置に対向しており、Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線は、出射口１１及び貫通孔２６ａを介してテーブル駆動機構２０内に入射する。

後述するイメージングプレート１５が回折環撮像位置にある状態（図１乃至図３の状態）において、移動ステージ２１の貫通孔２６ａと対向する位置には、図３に拡大して示すように、貫通孔２１ａが形成されている。移動ステージ２１には、出射口１１及び貫通孔２６ａ，２１ａの中心軸線位置を回転中心とする出力軸２７ａを有するスピンドルモータ２７が組み付けられている。出力軸２７ａは、円筒状に形成され、回転中心を中心軸とする断面円形の貫通孔２７ａ１を有する。スピンドルモータ２７の出力軸２７ａと反対側には、貫通孔２７ａ１の中心位置を中心軸線とする貫通孔２７ｂが設けられている。貫通孔２７ｂの内周面上には、貫通孔２７ｂの一部の内径を小さくするための円筒状の通路部材２８が固定されている。

また、スピンドルモータ２７内には、エンコーダ２２ａと同様のエンコーダ２７ｃが組み込まれている。エンコーダ２７ｃは、スピンドルモータ２７が所定の微小回転角度だけ回転する度に、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を、スピンドルモータ制御回路７４及び回転角度検出回路７５へ出力する。さらに、エンコーダ２７ｃは、スピンドルモータ２７が１回転するごとに、所定の短い期間だけローレベルからハイレベルに切り替わるインデックス信号を、コントローラ９１及び回転角度検出回路７５に出力する。

スピンドルモータ制御回路７４及び回転角度検出回路７５は、コントローラ９１からの指令により作動開始する。スピンドルモータ制御回路７４は、コントローラ９１から、スピンドルモータ２７の回転速度を表す設定値を入力する。そして、エンコーダ２７ｃから入力したパルス信号の単位時間当たりのパルス数を用いてスピンドルモータ２７の回転速度を計算し、計算した回転速度がコントローラ９１から入力した回転速度（設定値）になるように、駆動信号をスピンドルモータ２７に供給する。回転角度検出回路７５は、エンコーダ２７ｃから出力されたパルス列信号のパルス数をカウントし、そのカウント値を用いてスピンドルモータ２７の回転角度すなわちイメージングプレート１５の回転角度θｐを計算して、コントローラ９１に出力する。そして、回転角度検出回路７５は、エンコーダ２７ｃから出力されたインデックス信号を入力すると、カウント値を「０」に設定する。すなわち、インデックス信号を入力した位置が回転角度０度の基準位置である。なお、イメージングプレート１５の回転基準位置（回転角度０度の位置）とは、後述するレーザ検出装置３０からのレーザ照射によりイメージングプレート１５に形成された回折環を読み取る際、インデックス信号を入力した時点でレーザ光が照射されている位置である。この位置は各半径位置においてあるためラインである。

テーブル１６は、円形状に形成され、スピンドルモータ２７の出力軸２７ａの先端部に固定されている。テーブル１６の中心軸と、スピンドルモータ２７の出力軸の中心軸とは一致している。テーブル１６は、一体的に設けられて下面中央部から下方へ突出した突出部１７を有していて、突出部１７の外周面には、ねじ山が形成されている。突出部１７の中心軸は、スピンドルモータ２７の出力軸２７ａの中心軸と一致している。テーブル１６の下面には、イメージングプレート１５が取付けられる。イメージングプレート１５は、表面に蛍光体が塗布された円形のプラスチックフィルムである。イメージングプレート１５の中心部には、貫通孔１５ａが設けられていて、この貫通孔１５ａに突出部１７を通し、突出部１７の外周面上にナット状の固定具１８をねじ込むことにより、イメージングプレート１５が、固定具１８とテーブル１６の間に挟まれて固定される。固定具１８は、円筒状の部材で、内周面に、突出部１７のねじ山に対応するねじ山が形成されている。

テーブル１６、突出部１７及び固定具１８にも貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａがそれぞれ設けられており、貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａの中心軸はテーブル１６の中心軸と同じであり、貫通孔１８ａの内径は貫通孔１６ａ，１７ａに比べて小さく、前述した通路部材２８の内径と同じである。したがって、スピンドルモータ２７の出力軸２７ａから出射されたＸ線は、貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａを介するとともに、切欠き部壁５０ｃに設けた円形孔５０ｃ１を介して外部下方に位置する測定対象物ＯＢに向かって出射される。この場合、通路部材２８の内径及び貫通孔１８ａの内径は小さいので、通路部材２８を介して貫通孔２７ｂ，２７ａ１，１６ａ，１７ａ内に入射したＸ線はやや拡散しているが、貫通孔１８ａから出射されるＸ線は貫通孔２７ａ１の軸線に平行な平行光となり、円形孔５０ｃ１から出射される。また、この円形孔５０ｃ１の内径は、測定対象物ＯＢからの回折光をイメージングプレート１５に導くために大きい。

イメージングプレート１５は、フィードモータ２２によって駆動されて、移動ステージ２１、スピンドルモータ２７及びテーブル１６と共に、原点位置から回折環を撮像する回折環撮像位置へ移動する。前述のように、この回折環撮像位置において、Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線がステージ６１上の測定対象物ＯＢに照射されるようになっている。また、イメージングプレート１５は、スピンドルモータ２７によって駆動されて回転しながら、フィードモータ２２によって駆動されて、移動ステージ２１、スピンドルモータ２７及びテーブル１６と共に、撮像した回折環を読み取る回折環読取り領域内、及び回折環を消去する回折環消去領域内を移動する。なお、この場合のイメージングプレート１５の移動においては、イメージングプレート１５の中心軸が、Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線の光軸と測定対象物ＯＢの法線とが成す平面内に保たれた状態で、前記Ｘ線の光軸に垂直な方向に移動する。

レーザ検出装置３０は、回折環を撮像したイメージングプレート１５にレーザ光を照射して、イメージングプレート１５から入射した光の強度を検出する。レーザ検出装置３０は、測定対象物ＯＢ及び回折環撮像位置にあるイメージングプレート１５からフィードモータ２２側に充分離れている。すなわち、イメージングプレート１５が回折環撮像位置にあるとき、測定対象物ＯＢにて回折したＸ線がレーザ検出装置３０によって遮られないようになっている。レーザ検出装置３０は、レーザ光源３１と、コリメートレンズ３２、反射鏡３３、ダイクロイックミラー３４、及び対物レンズ３６を備えている。

レーザ光源３１は、レーザ駆動回路７７によって制御されて、イメージングプレート１５に照射するレーザ光を出射する。レーザ駆動回路７７は、コントローラ９１によって制御され、レーザ光源３１から所定の強度のレーザ光が出射されるように、駆動信号を制御して供給する。レーザ駆動回路７７は、後述するフォトディテクタ４２から出力された受光信号を入力して、受光信号の強度が所定の強度になるようにレーザ光源３１に出力する駆動信号を制御する。これにより、イメージングプレート１５に照射されるレーザ光の強度が一定に維持される。

コリメートレンズ３２は、レーザ光源３１から出射されたレーザ光を平行光に変換する。反射鏡３３は、コリメートレンズ３２にて平行光に変換されたレーザ光を、ダイクロイックミラー３４に向けて反射する。ダイクロイックミラー３４は、反射鏡３３から入射したレーザ光の大半（例えば、９５％）をそのまま透過させる。対物レンズ３６は、１／４波長板３５から入射したレーザ光をイメージングプレート１５の表面に集光させる。この対物レンズ３６から出射されるレーザ光の光軸は、Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線の光軸と後述する結像レンズ４８の光軸とを含む平面（見方を変えると、Ｘ線の光軸と位置及び姿勢が調整された測定対象物ＯＢのＸ線照射点における法線とを含む平面）内であって、前記Ｘ線の光軸に平行な方向、すなわち移動ステージ２１の移動方向に対して垂直な方向である。

対物レンズ３６には、フォーカスアクチュエータ３７が組み付けられている。フォーカスアクチュエータ３７は、対物レンズ３６をレーザ光の光軸方向に移動させるアクチュエータである。なお、対物レンズ３６は、フォーカスアクチュエータ３７が通電されていないときに、その可動範囲の中心に位置する。

対物レンズ３６によって集光されたレーザ光を、イメージングプレート１５の表面であって、回折環が撮像されている部分に照射すると、輝尽発光（Ｐｈｏｔｏ−ＳｔｉｍｕｌａｔｅｄＬｕｍｉｎｅｓｅｎｃｅ）現象が生じる。すなわち、回折環を撮像した後、イメージングプレート１５にレーザ光を照射すると、イメージングプレート１５の蛍光体が回折Ｘ線の強度に応じた光であって、レーザ光の波長よりも波長が短い光を発する。イメージングプレート１５に照射されて反射したレーザ光の反射光及び蛍光体から発せられた光は、対物レンズ３６を通過して、ダイクロイックミラー３４にて蛍光体から発せられた光の大部分は反射し、レーザ光の反射光の大部分は透過する。ダイクロイックミラー３４の反射方向には、集光レンズ３８、シリンドリカルレンズ３９及びフォトディテクタ４０が設けられている。集光レンズ３８は、ダイクロイックミラー３４から入射した光を、シリンドリカルレンズ３９に集光する。シリンドリカルレンズ３９は、透過した光に非点収差を生じさせる。フォトディテクタ４０は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成されており、時計回りに配置された受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに入射した光の強度に比例した大きさの検出信号を受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）として、増幅回路７８に出力する。

増幅回路７８は、フォトディテクタ４０から出力された受光信号（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）をそれぞれ同じ増幅率で増幅して受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を生成し、フォーカスエラー信号生成回路７９及びＳＵＭ信号生成回路８０へ出力する。本実施形態においては、非点収差法によるフォーカスサーボ制御を用いる。フォーカスエラー信号生成回路７９は、増幅された受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を用いて、演算によりフォーカスエラー信号を生成する。すなわち、フォーカスエラー信号生成回路７９は、（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の演算を行い、この演算結果をフォーカスエラー信号としてフォーカスサーボ回路８１へ出力する。フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）は、レーザ光の焦点位置のイメージングプレート１５の表面からのずれ量を表している。

フォーカスサーボ回路８１は、コントローラ９１により制御され、フォーカスエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ信号を生成してドライブ回路８２に出力する。ドライブ回路８２は、このフォーカスサーボ信号に応じてフォーカスアクチュエータ３７を駆動して、対物レンズ３６をレーザ光の光軸方向に変位させる。この場合、フォーカスエラー信号（ａ’＋ｃ’）−（ｂ’＋ｄ’）の値が常に一定値（例えば、ゼロ）となるようにフォーカスサーボ信号を生成することにより、イメージングプレート１５の表面にレーザ光を集光させ続けることができる。

ＳＵＭ信号生成回路８０は、受光信号（ａ’，ｂ’，ｃ’，ｄ’）を合算してＳＵＭ信号（ａ’＋ｂ’＋ｃ’＋ｄ’）を生成し、Ａ／Ｄ変換回路８３に出力する。ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート１５にて反射したレーザ光の強度と輝尽発光により発生した光の強度を合わせた強度に相当するが、イメージングプレート１５にて反射したレーザ光の強度はほぼ一定であるので、ＳＵＭ信号の強度は、輝尽発光により発生した光の強度に相当する。すなわち、ＳＵＭ信号の強度は、イメージングプレート１５に入射した回折Ｘ線の強度に相当する。Ａ／Ｄ変換回路８３は、コントローラ９１によって制御され、ＳＵＭ信号生成回路８０からＳＵＭ信号を入力し、入力したＳＵＭ信号の瞬時値をディジタルデータに変換してコントローラ９１に出力する。

また、レーザ検出装置３０は、集光レンズ４１及びフォトディテクタ４２を備えている。集光レンズ４１は、レーザ光源３１から出射されたレーザ光の一部であって、ダイクロイックミラー３４を透過せずに反射したレーザ光をフォトディテクタ４２の受光面に集光する。フォトディテクタ４２は、受光面に集光された光の強度に応じた受光信号を出力する受光素子である。従って、フォトディテクタ４２は、レーザ光源３１が出射したレーザ光の強度に対応した受光信号をレーザ駆動回路７７へ出力する。

また、対物レンズ３６に隣接して、ＬＥＤ光源４３が設けられている。ＬＥＤ光源４３は、ＬＥＤ駆動回路８４によって制御されて、可視光を発して、イメージングプレート１５に撮像された回折環を消去する。ＬＥＤ駆動回路８４は、コントローラ９１によって制御され、ＬＥＤ光源４３に、所定の強度の可視光を発生させるための駆動信号を供給する。

また、Ｘ線回折測定装置は、ＬＥＤ光源４４を有する。ＬＥＤ光源４４は、図２乃至図４に示すように、Ｘ線出射器１０とテーブル駆動機構２０の上壁２６との間に配置されたプレート４５の一端部下面に固定されている。プレート４５は、その他端部上面にて、ケース５０内に固定されたモータ４６の出力軸４６ａに固着されており、モータ４６の回転により、テーブル駆動機構２０の上壁２６に平行な面内を回転する。テーブル駆動機構２０の上壁２６にはストッパ部材４７ａ，４７ｂが設けられており、ストッパ部材４７ａは、プレート４５を図４のＤ１方向に回転させたとき、ＬＥＤ光源４４がＸ線出射器１０の出射口１１及びテーブル駆動機構２０の上壁２６の貫通孔２６ａに対向する位置（Ａ位置）に静止するように、プレート４５の回転を規制する。一方、ストッパ部材４７ｂは、プレート４５を図４のＤ２方向に回転させたとき、プレート４５がＸ線出射器１０の出射口１１とテーブル駆動機構２０の上壁２６の貫通孔２６ａとの間を遮断しない位置（Ｂ位置）に静止するように、プレート４５の回転を規制する。言い換えれば、Ａ位置は、プレート４５が図２及び図３に示す状態にある位置であり、ＬＥＤ光源４４から出射されるＬＥＤ光がスピンドルモータ２７の貫通孔２７ａ１に設けた通路部材２８の通路に入射する位置である。Ｂ位置は、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線がプレート４５によって遮られない位置である。

ＬＥＤ光源４４は、コントローラ９１によって作動制御されるＬＥＤ駆動回路８５からの駆動信号によりＬＥＤ光を出射する。ＬＥＤ光は拡散する可視光であり、プレート４５がＡ位置にあるとき、その一部は、貫通孔２６ａ，２１ａ、通路部材２８の通路及び貫通孔２７ｂを介して、スピンドルモータ２７の出力軸２７ａの貫通孔２７ａ１に入射し、貫通孔１６ａ，１７ａ，１８ａ及び切欠き部壁５０ｃの円形孔５０ｃ１から出射される。このＬＥＤ光の場合も、通路部材２８の内径及び貫通孔１８ａの内径は小さいので、通路部材２８を介して貫通孔２７ｂ，２７ａ１，１６ａ，１７ａ内に入射したＸ線はやや拡散しているが、貫通孔１８ａから出射されるＬＥＤ光は貫通孔２７ａ１の軸線に平行な平行光となり、円形孔５０ｃ１から出射される。したがって、ＬＥＤ光源４４、通路部材２８、貫通孔１８ａなどが、可視光である平行光を測定対象物ＯＢに出射する本発明の可視光出射器を構成する。

モータ４６はエンコーダ２２ａ，２７ａと同様なエンコーダ４６ｂを備えており、エンコーダ４６ｂはモータ４６が所定の微小回転角度だけ回転する度に、ハイレベルとローレベルとに交互に切り替わるパルス列信号を回転制御回路８６に出力する。回転制御回路８６は、コントローラ９１から回転方向と回転開始の指示が入力されると、モータ４６に駆動信号を出力して、モータ４６を指示方向に回転させる。そして、エンコーダ４６ｂからのパルス列信号の入力が停止すると、駆動信号の出力を停止する。これにより、プレート４５を、上述したＡ位置及びＢ位置までそれぞれ回転させることができる。

ケース５０の切欠き部壁５０ｃには結像レンズ４８が設けられているとともに、ケース５０内部には撮像器４９が設けられている。撮像器４９は、多数の撮像素子をマトリクス状に配置したＣＣＤ受光器又はＣＭＯＳ受光器で構成され、各撮像素子で受光した光の強度に応じた大きさの受光信号（撮像信号）を撮像素子ごとにセンサ信号取出回路８７にそれぞれ出力する。これらの結像レンズ４８及び撮像器４９は、イメージングプレート１５に対して設定された位置にある測定対象物ＯＢにおけるＬＥＤ光の出射点を中心とした領域の画像を撮像する。すなわち、結像レンズ４８及び撮像器４９は、測定対象物ＯＢを撮像するディジタルカメラとして機能する。このイメージングプレート１５に対して設定された位置とは、前記測定対象物ＯＢにおけるＸ線及びＬＥＤ光の出射点（照射点）からイメージングプレート１５までの垂直距離Ｌが、予め決められた所定距離Ｌｏとなる位置である。なお、この場合の結像レンズ４８及び撮像器４９による被写界深度は、前記出射点
を中心とした前後の範囲で設定されている。センサ信号取出回路８７は、撮像器４９の各撮像素子からの受光信号（撮像信号）を、各撮像素子の位置（すなわち画素位置）が分かるデータと共にコントローラ９１に出力する。したがって、コントローラ９１には、測定対象物ＯＢにおけるＬＥＤ光の照射点Ｐ１（図１０〜図１３参照）を含む、照射点Ｐ１近傍の画像を表す画像データが出力されることになる。

また、結像レンズ４８の光軸は、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面に含まれるように調整されている。そして、この平面は、対象物セット装置６０の設置プレート６２の上面と平行な面（すなわち傾き角度が「０」であるときのステージ６１の上面）に垂直になっている。また、結像レンズ４８の光軸と、測定対象物ＯＢに照射されるＸ線及びＬＥＤ光の光軸が交わる点は、イメージングプレート１５に対して設定された位置にある測定対象物ＯＢにおけるＸ線及びＬＥＤ光の出射点（照射点）である。さらに、設定された位置にある測定対象物ＯＢにおけるＸ線及びＬＥＤ光の出射点を通り、かつ対象物セット装置６０の設置プレート６２の上面と平行な面（すなわち傾き角度が「０」であるときのステージ６１の上面）の法線に対して、結像レンズ４８の光軸がなす角度は、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線及びＬＥＤ光源４４から出射されるＬＥＤ光の光軸が前記法線に対してなす角度（Ｘ線及びＬＥＤ光の入射角度φ）に等しい。

したがって、測定対象物ＯＢがイメージングプレート１５に対して設定された位置にあり、表面がステージ６１の上面と平行である状態で、ＬＥＤ光源４４からのＬＥＤ光を測定対象物ＯＢに照射した場合には、照射点Ｐ１を含む測定対象物ＯＢの画像が撮像器４９で撮像されることに加えて、測定対象物ＯＢにて反射したＬＥＤ光の受光点Ｐ２（図１２，１３参照）も撮像器４９で照射点Ｐ１と同じ位置に撮像されることになる。すなわち、測定対象物ＯＢに照射されるＬＥＤ光は平行光であり、測定対象物ＯＢにおけるＬＥＤ光の照射点において、ＬＥＤ光は散乱光と、略平行光のまま反射する反射光を発生させる。そして、散乱光のうち結像レンズ４８に入射した光は撮像器４９の位置で結像して照射点Ｐ１の画像となり、結像レンズ４８に入射した反射光は結像レンズ４８により集光されて撮像器４９で受光され、受光点Ｐ２の画像となる。測定対象物ＯＢが設定された位置にあるとき、結像レンズ４８に入射する散乱光の光軸と反射光の光軸は、いずれも結像レンズ４８の光軸と一致するため、照射点Ｐ１の画像と受光点Ｐ２の画像は同じ位置になる。なお、撮像器４９は測定対象物ＯＢを撮像するもので、撮像器４９は結像レンズ４８の焦点位置よりも若干量だけ後方に位置するので、厳密には、撮像器４９によって受光される反射光は集光した後にやや拡散したものである。

コンピュータ装置９０は、コントローラ９１、入力装置９２及び表示装置９３からなる。コントローラ９１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、大容量記憶装置などを備えたマイクロコンピュータを主要部とした電子制御装置であり、大容量記憶装置に記憶された各種プログラムを実行してＸ線回折測定装置の作動を制御する。入力装置９２は、コントローラ９１に接続されて、作業者により、各種パラメータ、作業指示などの入力のために利用される。表示装置９３は、表示画面上に撮像器４９によって撮像された照射点Ｐ１及び受光点Ｐ２を含む画像に加えて、ステージ６１上に測定対象物ＯＢの高さ及び傾斜角を適正に設定するためのマークも表示される。このマークに関しては、詳しく後述する。さらに、表示装置９３は、作業者に対して各種の設定状況、作動状況、測定結果なども視覚的に知らせる。高電圧電源９５は、Ｘ線出射器１０にＸ線出射のための高電圧及び電流を供給する。

以下に、上記のように構成したＸ線回折測定装置を含むＸ線回折測定システムを用いて、測定対象物ＯＢである平板状の鉄材の微小部分における回折環を測定して残留応力を求める具体的方法について説明する。まず、図６に示すように測定対象物ＯＢの微小部分の測定箇所がスリット内に含まれるようにスリットＳＬを形成する。スリットＳＬは、スリットでない部分がＸ線の透過率が低い材料であり、測定対象物ＯＢから発生した回折Ｘ線が妨害されない厚さであれば、２つのシールを貼り付けて形成してもよいし、スリットＳＬが形成されたフィルムを貼り付けるか置いて形成してもよい。Ｘ線の透過率が低い材料としては塩化ビニル等がある。また、測定対象物ＯＢが平板であればスリットＳＬの方向は、残留圧縮応力を求める方向にし、測定対象物ＯＢが円柱状または円筒状の物体であれば、スリットＳＬの方向は、物体の中心軸方向とする。次に電源を投入することによりＸ線回折測定システムの作動を開始させ、測定対象物ＯＢをステージ６１に載置し、図５に示すようなステージ調整工程Ｓ１、回折環撮像工程Ｓ２、回折環読取り工程Ｓ３，回折環消去工程Ｓ４及び残留応力計算工程Ｓ５を実行する。ステージ調整工程Ｓ１は、測定対象物ＯＢに形成したスリットＳＬ内の測定箇所にＸ線出射器１０から出射されるＸ線が照射され、スリットＳＬの中心線が、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面内に略含まれ、さらにスリットＳＬ部分の測定対象物の表面が平面Ｐと垂直になると共に、Ｘ線照射点の高さおよびＸ線入射角が設定値通りになるように、測定対象物ＯＢの位置および姿勢を調整する工程である。この工程においては、対象物セット装置６０の操作子６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａを操作してステージ６１の位置および姿勢を調整すると共に、手で測定対象物ＯＢを動かし、測定対象物ＯＢのＺ軸周りの回転位置を調整する。このステージ調整工程Ｓ１を具体的に説明する前に、スリットＳＬを形成したうえで前述のように測定対象物ＯＢの位置および姿勢を調整すると、Ｘ線を測定対象物ＯＢに照射してイメージングプレート１５に作成した回折環から残留応力を計算したとき、微小部分の残留応力を精度よく求めることができる理由を説明する。

図７Ａ〜図７Ｅは紙面をイメージングプレート１５に平行とし、紙面に垂直な上方向からＸ線が照射された場合、紙面の上方向にあるイメージングプレート１５に形成される回折環をＸ線の光軸方向に平行移動させ、紙面内に描いた図である。図においてＸ線の照射点の径を誇張して実際より大きく示してある。また、測定対象物ＯＢの残留応力は０で真円の回折環が形成されるとしてある。測定対象物ＯＢに照射されるＸ線はある大きさの断面径を有するため、Ｘ線の照射点を複数の微小な照射点の集合とみなすと、図７Ａに示すように、これらの微小な照射点のそれぞれから回折Ｘ線が発生し、複数の回折環ａが形成されるとすることができる。しかし、複数の回折環ａを重ね合わせると、図７Ａにドット模様の円で示すようにある大きさの幅を持った回折環ａ’となり、図の矢印方向に回折Ｘ線の強度分布を求めると、図８に示すようにピークをもった強度曲線になるため、ピーク点をつなぐことである大きさの幅を持った回折環ａ’は、点線で示すように１つの回折環Ａとなる。ただし、この場合の回折環の形状は、測定対象物ＯＢのＸ線が照射された箇所全体における特性によるものであり、微小部分によるものとはならない。

図７Ｂに示すように、測定対象物ＯＢのＸ線の照射点に微小な穴を開けたマスクをし、Ｘ線の照射点の一部から回折Ｘ線を発生するようにした場合、図に実線Ｂで示すように微小部分による回折環ｂが形成される。しかし、この回折環ｂは、回折Ｘ線の発生箇所をＸ線の照射点の中心にしない限り、回折環Ａから位置がずれる。このため、回折環Ａを残留応力０の回折環として、回折環Ｂから残留応力を計算した場合、たとえ実際の残留応力が０であっても、ある大きさの残留応力が計算される。すなわち、この場合は微小部分による回折環が形成できても、残留応力を精度よく求めることができない。

図７Ｃに示すように、測定対象物ＯＢのＸ線の照射点にスリットが形成されたマスクをし、Ｘ線の照射点のスリットの箇所の微小な照射点から回折Ｘ線を発生するようにした場合、図に細線で示すように複数の回折環ｃが形成される。しかし、これらの回折環を重ね合わせた回折環の半径方向のピーク点を結ぶと、回折環Ａと同じ回折環になる。すなわち、この場合は、回折環Ａを残留応力０の回折環として、複数の回折環ｃを重ね合わせて形成される回折環のピーク点を結んだ回折環から残留応力を計算すると、精度のよい残留応力を求めることができる。しかし、これはスリットの中心線がＸ線の照射点の中心を通るようにした場合であり、実際にそのようになるようスリットに対するＸ線の照射位置を調整するのは困難である。

図７Ｄに示すように、測定対象物のＸ線の照射点におけるスリットの位置がＸ線の照射点の中心を通らないが、スリットの方向が、Ｘ線の光軸とイメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面と平行になるようにした場合、すなわち、イメージングプレートの回転基準位置のラインが図の縦方向であるとして、スリットの方向を図の縦方向にした場合、図に細線で示すように複数の回折環ｄが形成される。これらの回折環ｄを重ね合わせた回折環の半径方向のピーク点を結ぶと、図に太線で示す回折環Ｄになり、回折環Ｄの位置は、回折環Ａからイメージングプレートの回転基準位置のラインの垂直方向に移動する。この場合、回折環Ａを残留応力０の回折環として回折環Ｄから残留応力を計算すると、残留せん断応力はある大きさの値になるが、残留圧縮応力は０になる。すなわち、残留せん断応力は精度よく計算することはできないが、残留圧縮応力は精度よく計算することができる。その理由を以下に説明する。

回折環から残留圧縮応力を計算する際の計算方法は既存技術であり、例えば特開２００５−２４１３０８に詳細に書かれている。この公報に記載された計算式を同じ番号で以下に示す。
数１の計算式は回折環の回転位置αの半径値Ｒ_αから回折角２θ_αを計算する際の式であり、数２の計算式はひずみε_αを回折角２θ_αから計算する際の式である。ひずみε_αから数７の計算式を用いてａ１を計算し、ｃｏｓαに対するａ１の傾きを求めれば数９の計算式を用いて残留圧縮応力σ^Ｓ _１１を求めることができる。数７の計算式による計算を回折環Ａと回折環Ｄにおいて視覚的に示したものが図９である。回折環Ａでは数２の計算式においてθ_０＝θ_αであるため、ε_α，ε_−α，ε_π＋α，ε_π−αはすべて０である。よって、ａ１は０であり、残留圧縮応力σ^Ｓ _１１も０になる。これに対し、回折環Ｄでは、数２の計算式においてθ_０≠θ_αであるため、ε_α，ε_−α，ε_π＋α，ε_π−αは値を有する。しかし、図９を見るとわかるように、回転位置αとπ−αにおける基準位置からのずれ、および回転位置−αとπ＋αにおける基準位置からのずれは等しい。すなわち、ε_α＝ε_π−α，ε_−α＝ε_π＋αとなる。よって、ε_α，ε_−α，ε_π＋α，ε_π−αは値を有しても、数７の計算式により計算するとａ１は０となり、残留圧縮応力σ^Ｓ _１１も０になる。これより、回折環が回転基準位置のラインの垂直方向に移動するのみであれば、その影響による残留圧縮応力の値の増加は０であり、測定対象物ＯＢが有する残留圧縮応力を精度よく計算することができることがわかる。

図７Ｅに示すように、測定対象物のＸ線の照射点におけるスリットの位置がＸ線の照射点の中心を通らず、スリットの方向が、Ｘ線の光軸とイメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面と平行でもないとした場合、すなわち、イメージングプレートの回転基準位置のラインが図の縦方向であるとして、スリットの方向が図の縦方向でないとした場合、図に細線で示すように複数の回折環ｅが形成される。これらの回折環ｅを重ね合わせた回折環の半径方向のピーク点を結ぶと回折環Ｅになる。この回折環Ｅは、図７Ｂに示す回折環ｂと同様、回折環Ａから不確定の方向にずれる。よって、回折環Ａを残留応力０の回折環として、回折環Ｅから残留応力を計算した場合、たとえ実際の残留応力が０であっても、ある大きさの残留応力になり、残留応力を精度よく計算することができない。

上記の説明から、図７Ｄに示すように、スリットの中心線がＸ線の光軸とイメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面の近傍でこの平面に平行になる、という条件を満たせば、微小部分による回折環を形成することができるとともに、少なくとも残留圧縮応力は精度よく計算することができることがわかる。なお、図７Ａ〜Ｅを用いた上記の説明は、Ｘ線の光軸とイメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面と測定対象物ＯＢの平面とは垂直（すなわち、Ｘ線の光軸を測定対象物ＯＢに投影したラインがスリットの中心線方向）であり、イメージングプレートからＸ線照射点までの距離Ｌ、および測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角度φが精度よく得られるか、精度よく設定値に設定されることを前提としている。よって、この条件を加味すると、イメージングプレートからＸ線照射点までの距離Ｌ、および測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角度φが精度よく得られるか精度よく設定値に設定されたうえで、スリットの中心線が、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面内に略含まれ（すなわち、この平面の近傍でこの平面に略平行になり）、スリット部分の測定対象物の表面がこの平面と垂直になる、という条件が残留応力を精度よく求める条件である。

ステージ調整工程Ｓ１は、前述のように、スリットＳＬ内の測定箇所にＸ線が照射され、スリットＳＬの中心線がＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面内に略含まれ、さらにスリットＳＬ部分の測定対象物ＯＢの表面がこの平面と垂直になると共に、Ｘ線照射点の高さおよびＸ線入射角が設定値通りになるように測定対象物ＯＢの位置および姿勢を調整する工程であるが、その目的は、微小部分の残留応力を精度よく求めるためである。以下、具体的に、ステージ調整工程Ｓ１について説明する。このステージ調整工程Ｓ１においては、作業者は、残留応力の測定位置であるスリットＳＬ内の測定箇所にＸ線及びＬＥＤ光が照射されるとともに、残留応力の測定方向であるスリットＳＬの方向がＹ軸方向（図２参照）に近くなるように測定対象物ＯＢを置いた後、入力装置９２を操作して、ステージ調整工程Ｓ１の開始をコントローラ９１に指示する。この指示に応答して、コントローラ９１は、フィードモータ制御回路７３を制御して、イメージングプレート１５を回折環撮像位置（図１及び図２の状態）に移動させる。また、コントローラ９１は、回転制御回路８６を制御し、モータ４６をストッパ部材４７ａによりプレート４５の回転が停止するまで図４のＤ１方向に回転させて、プレート４５をＡ位置まで回転させる。この状態では、ＬＥＤ光源４４がテーブル駆動機構２０の上壁２６に設けた貫通孔２６ａに対向して位置する。

その後、コントローラ９１は、ＬＥＤ駆動回路８５を制御して、ＬＥＤ光源４４を点灯させる。このＬＥＤ光源４４の点灯により、ＬＥＤ光源４４から出射されて拡散された可視光であるＬＥＤ光の一部は、貫通孔２６ａ、通路部材２８、貫通孔２７ｂ，２７ａ１，１６ａ，１７ａ，１８ａを介して固定具１８から出射される。この場合、通路部材２８及び貫通孔１８ａの内径は小さく、貫通孔１８ａから出射されるＸ線は貫通孔２７ａ１の軸線に平行な平行光である。この平行光であるＬＥＤ光は、ケース５０の切欠き部壁５０ｃに設けた円形孔５０ｃ１から外部へ出射され、測定対象物ＯＢに照射される。

次に、コントローラ９１は、センサ信号取出回路８７に撮像器４９からの撮像信号の入力を指示して、撮像器４９による撮像信号をセンサ信号取出回路８７からコントローラ９１に出力させる。コントローラ９１は、この撮像信号を表示装置９３に出力して、撮像器４９によって撮像されたＬＥＤ光の照射位置近傍の画像を表示装置９３に表示させる。この場合、表示装置９３に表示される画像には、前記ＬＥＤ光の照射位置近傍の画像の中に、測定対象物ＯＢにおけるＬＥＤ光の照射点Ｐ１の画像がある。また、測定対象物ＯＢのＬＥＤ光の照射点で反射した反射光が結像レンズ４８により集光されて、撮像器４９が受光した受光点Ｐ２も画像として表示される。さらに、コントローラ９１は、撮像器４９によって撮像された照射点Ｐ１及び受光された受光点Ｐ２を含む、撮像器４９からの撮像信号によって表示される画像とは独立して、結像レンズ４８の光軸が撮像器４９と交差する位置に相当する撮影画像上の位置に十字マークを表示する。この十字マークは、図１０乃至図１３の（Ｂ）に破線で示すものであり、図２のＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ対応している。

この場合、十字マークのクロス点は表示装置９３の画面の中心に位置し、十字マークのＸ軸方向は画面の横方向に対応し、十字マークのＹ軸方向は画面の縦方向に対応する。そして、十字マークのＹ軸位置がＬＥＤ光及びＸ線の光軸とイメージングプレート１５（テーブル１６）の回転基準位置のラインを含む平面が撮像器４９の受光面と交差するラインであり、十字マークのクロス点は、測定対象物ＯＢにおけるＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの距離Ｌが所定距離Ｌｏであるときに、照射点Ｐ１が撮像器４９に撮像される位置であると同時に、距離Ｌが所定距離Ｌｏであり、測定対象物ＯＢにおける照射点を通る測定対象物ＯＢの表面に対して、測定対象物ＯＢに照射されるＬＥＤ光の光軸の角度φ（入射角度φ）が所定角度φｏであるとき、測定対象物ＯＢでの反射光が結像レンズ４８により集光されて、撮像器４９に受光点Ｐ２として受光される位置である。すなわち、スリットＳＬ内の測定箇所にＸ線が照射され、スリットＳＬの中心線がＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面内に略含まれ、さらにスリットＳＬ部分の測定対象物ＯＢの表面がこの平面と垂直になると共に、Ｘ線照射点の高さおよびＸ線入射角が設定値通りになるようにする調整は、表示装置９３の表示画面上で、十字マークのクロス点にスリットＳＬ内の測定箇所を合わせると共に、撮像器４９によって撮像されたＬＥＤ光の照射点Ｐ１及び撮像器４９にて受光された受光点Ｐ２を合わせ、十字マークのＹ軸位置とスリットＳＬの中心線の位置を一致させる調整である。

すなわち、作業者は、表示装置９３に表示される画像を見ながら、測定対象物ＯＢをＺ軸周りの回転させ、スリットＳＬの中心線の位置が十字マークのＹ軸位置と平行になるようにし、対象物セット装置６０の操作子６７ａ，６８ａを操作してステージ６１すなわち測定対象物ＯＢをＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動させて、画面上における照射点すなわちＬＥＤ光の照射位置を測定対象物ＯＢのスリットＳＬ内の測定箇所に設定する。また、操作子６３ａを操作して、ステージ６１すなわち測定対象物ＯＢをＺ軸方向（すなわち高さ方向）に移動させて、照射点Ｐ１が十字マークのクロス点と一致するようにして、測定対象物ＯＢにおける照射点からイメージングプレート１５までの垂直距離Ｌを所定距離Ｌｏに設定する。さらに、操作子６８ａ、６５ａを操作して、ステージ６１すなわち測定対象物ＯＢを回転させて（傾斜を変更して）、受光点Ｐ２が十字マークのクロス点と一致するようにして、測定対象物ＯＢにおける照射点を通る測定対象物ＯＢの表面の法線に対する測定対象物ＯＢに照射されるＬＥＤ光の角度（入射角度φ）を所定角度φｏに設定する。

この表示装置９３の画像を見ながらの測定対象物ＯＢのＺ軸周りの回転位置の調整、ステージ６１（測定対象物ＯＢ）のＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、Ｚ軸方向位置（高さ）、Ｘ軸周りの傾斜角及びＹ軸周りの傾斜角の調整について、図１０乃至図１３を用いて説明すると、前記調整は以下の手順(１)〜(４)のように行われる。なお、図１０(Ｂ)、図１１(Ｂ)、図１２(Ｂ)及び図１３(Ｂ)は表示装置９３に表示される画像を示しており、この場合、測定対象物ＯＢが明確に分かるように、測定対象物ＯＢの輪郭が画像上に現れるようにしているが、測定対象物ＯＢにおける測定箇所及びＬＥＤ光の照射位置が視認できれば、測定対象物ＯＢにおける残留応力の測定箇所部分のみが画像上に現れるようにしてもよい。また、図１０乃至図１３では測定対象物ＯＢは平板状の物体としているが、円筒状又は円柱状の物体をスリットＳＬが形成された面を上に向けてステージ６１に載置した場合でも、調整方法は同じである。

(１)まず、図１０(Ａ)(Ｂ)に示すように、操作子６７ａ，６８ａを操作してステージ６１をＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動させて、測定対象物ＯＢのスリットＳＬ部分が十字マークのクロス点付近になるようにし、手作業で測定対象物ＯＢをステージ６１上で回転させ、スリットＳＬの中心軸と十字マークのＹ軸位置とを平行にする。

(２)次に、図１１(Ａ)(Ｂ)に示すように、操作子６７ａ，６８ａを操作してステージ６１をＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動させて、ＬＥＤ光の照射点Ｐ１が測定対象物ＯＢのスリットＳＬ内の測定箇所になるようにしながら、操作子６３ａを操作してステージ６１をＺ軸方向（高さ方向）に移動させて、ＬＥＤ光の照射点Ｐ１が十字マークのクロス点になるように調整する。特に、ステージ６１のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動調整により、照射点Ｐ１を測定対象物ＯＢのスリットＳＬ内の測定位置に設定しても、その後に、照射点Ｐ１が十字マークのクロス点に位置するように、ステージ６１のＺ軸方向への移動調整を行うと、照射点Ｐ１は測定対象物ＯＢのスリットＳＬの方向（Ｙ軸方向）に多少ずれるので、これらの位置調整を繰り返し行う必要がある。なお、図６(Ｂ)においては、ステージ６１の傾きが大きく、反射光の受光点Ｐ２（図１２(Ｂ)参照）は画像上に現れていないものとしている。

(３)次に、図１２(Ａ)(Ｂ)に示すように、操作子６６ａ，６５ａを操作してステージ６１をＸ軸周り及びＹ軸周りにそれぞれ回動させて、平行光であるＬＥＤ光の反射光の受光点Ｐ２が画像の中心（十字マークのクロス点）になるように調整する。

(４)さらに、図１３(Ａ)(Ｂ)に示すように、操作子６７ａ，６８ａ，６３ａ，６６ａ，６５ａを操作して、ステージ６１のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＸ軸方向の位置、並びにＸ軸周り及びＹ軸周りの傾斜角を微調整して、ＬＥＤ光の照射点Ｐ１（照射位置）が測定対象物ＯＢの所定位置（測定箇所）に位置し、ＬＥＤ光の照射点Ｐ１及び反射光の受光点Ｐ２が十字マークのクロス点に完全に一致するようにする。また、測定対象物ＯＢのスリットＳＬ内の中心線位置と十字マークのＹ軸位置とがずれたときは、測定対象物ＯＢのＺ軸周りの回転位置（すなわち、測定対象物ＯＢの置き方）を微調整する。このように調整することで、スリットＳＬ内の微小な測定箇所の残留応力を精度よく求めるための調整が完了する。

次に作業者は、入力装置９２を操作して、コントローラ９１に調整終了を指示する。この指示に応答して、コントローラ９１は、ＬＥＤ駆動回路８５を制御してＬＥＤ光源４４を消灯させ、センサ信号取出回路８７を制御して撮像器４９から撮像信号の入力停止及び撮像信号のコントローラ９１への出力を停止させ、かつ回転制御回路８６を制御して、モータ４６をストッパ部材４７ｂによりプレート４５の回転が停止するまで図４のＤ２方向に回転させて、プレート４５をＢ位置まで回転させる。このプレート４５の回転により、Ｘ線出射器１０からのＸ線がテーブル駆動機構２０の上壁２６に設けた貫通孔２６ａに入射され得る状態となる。これによりステージ調整工程Ｓ１は終了する。

次の工程である回折環撮像工程Ｓ２においては、作業者は、入力装置９２を用いて、測定対象物ＯＢの材質（例えば、鉄）を入力し、残留応力の測定開始をコントローラ９１に指示する。これにより、コントローラ９１は、まずイメージングプレート１５が撮像位置にある状態で、スピンドルモータ制御回路７４を制御して、イメージングプレート１５を低速回転させ、エンコーダ２７ｃからインデックス信号を入力した時点で、イメージングプレート１５の回転を停止させる。これにより、後述する回折環読取り工程Ｓ３による回折環の読取り開始時における、イメージングプレート１５の回転角度が０度に設定される。

次に、コントローラ９１は、Ｘ線制御回路７１を制御してＸ線出射器１０にＸ線の出射を開始させ、所定時間の経過後に、Ｘ線制御回路７１を制御してＸ線出射器１０にＸ線の出射を停止させる。これにより、Ｘ線出射器１０から出射されたＸ線は、貫通孔２６ａ，２１ａ、通路部材２８、貫通孔２７ｂ，２７ａ１，１６ａ，１７ａ，１８ａ及び円形孔５０ｃ１を介して外部に出射され、測定対象物ＯＢの測定箇所に所定時間だけ照射される。この測定対象物ＯＢへのＸ線の所定時間の照射により、測定対象物ＯＢの測定箇所から回折Ｘ線が発生し、イメージングプレート１５には回折環が撮像される。なお、この場合におけるＸ線出射器１０から測定対象物ＯＢの表面に出射されるＸ線の光軸方向は前記ＬＥＤ光の場合と同じであり、Ｘ線の測定対象物ＯＢに対する入射角度φは、上述したＬＥＤ光の場合と同様な所定角度φｏである。

このような回折環撮像工程Ｓ２の後、コントローラ９１は、自動的に又は作業者による入力装置９２を用いた指示により、図５の回折環読取り工程Ｓ３を実行する。コントローラ９１は、フィードモータ制御回路７３を制御して、イメージングプレート１５を回折環読取り領域内の読取り開始位置へ移動させる。このイメージングプレート１５の読取り開始位置とは、対物レンズ３６の中心すなわちレーザ光の照射位置が回折環基準半径Ｒｏの円に対して若干だけ内側になるような位置である。この場合、位置検出回路７２から出力される位置信号は、移動ステージ２１が移動限界位置にある状態から移動ステージ２１が移動した移動距離ｘを表しており、移動ステージ２１すなわちテーブル１６（イメージングプレート１５）が移動限界位置にある状態で、テーブル１６（イメージングプレート１５）の中心から対物レンズ３６の中心位置までの距離は予め決められた所定値である。したがって、イメージングプレート１５の読取り開始位置への移動は、位置検出回路７２からの位置信号を用いて行われる。

回折環基準半径Ｒｏとは、測定対象物ＯＢの残留応力が「０」であるときに、測定対象物ＯＢに対するＸ線の照射によりイメージングプレート１５上に形成される回折環の半径であり、測定対象物ＯＢにおけるＸ線の回折角度φｘ及びイメージングプレート１５から測定対象物ＯＢまでの距離Ｌに応じて決まる。そして、Ｘ線の回折角度φｘは測定対象物ＯＢの材質で決まり、前記距離Ｌは前記ステージ調整工程Ｓ１での調整で設定されて予め決められた所定距離Ｌｏである。したがって、測定対象物ＯＢの材質ごとに予め回折角φｘを記憶しておけば、前記入力した測定対象物ＯＢの材質を用いることにより、コントローラ９１は回折環基準半径ＲｏをＲｏ＝Ｌ・ｔａｎ（φｘ）の演算によって自動的に計算する。なお、同一の材質の測定対象物ＯＢの残留応力を繰り返し測定する場合には、前記回折環基準半径Ｒｏを計算することなく、繰り返し利用できる。

次に、コントローラ９１は、スピンドルモータ制御回路７４に、イメージングプレート１５が所定の一定回転速度で回転するように、スピンドルモータ２７の回転を制御させる。また、レーザ駆動回路７７を制御してレーザ光源３１によるレーザ光のイメージングプレート１５に対する照射を開始させる。その後、コントローラ９１は、フォーカスサーボ回路８１にフォーカスサーボ制御の開始を指示して、フォーカスサーボ回路８１にフォーカスサーボ制御を開始させる。したがって、対物レンズ３６が、レーザ光の焦点がイメージングプレート１５の表面に合うように光軸方向に駆動制御される。

次に、コントローラ９１は、回転角度検出回路７５及びＡ／Ｄ変換回路８３を作動させて、回転角度検出回路７５からスピンドルモータ２７（イメージングプレート１５）の基準位置からの回転角度θｐを入力させ始めるとともに、Ａ／Ｄ変換回路８３からＳＵＭ信号の瞬時値のディジタルデータをコントローラ９１に出力させ始める。次に、コントローラ９１は、フィードモータ制御回路７３を制御してフィードモータ２２を回転させて、イメージングプレート１５を読取り開始位置から図１及び図２の右下方向へ一定速度で移動させる。これにより、レーザ光の照射位置が、イメージングプレート１５において、回折環基準半径Ｒｏの若干内側の位置から外側方向に一定速度で相対移動し始める。この若干内側の位置は、撮像した回折環の半径が回折環基準半径Ｒｏからずれる可能性のある位置よりもやや内側の位置である。これにより、レーザ光の照射位置は、相対的にイメージングプレート１５上を螺旋状に回転し始める。

その後、コントローラ９１は、イメージングプレート１５が所定の小さな角度だけ回転するごとに、ＳＵＭ信号の瞬時値のディジタルデータをＡ／Ｄ変換回路８３を介して入力するとともに、回転角度検出回路７５からの回転角度θｐ及び位置検出回路７２からの移動距離ｘを入力して、ＳＵＭ信号の瞬時値のディジタルデータを、基準位置からの回転角度θｐと、移動距離ｘに基づくイメージングプレート１５の中心からのレーザ光の照射位置の径方向距離ｒ（半径値ｒ）とに対応させて順次記憶する。この場合も、移動ステージ２１すなわちテーブル１６（イメージングプレート１５）が移動限界位置にある状態で、テーブル１６（イメージングプレート１５）の中心から対物レンズ３６の中心位置までの距離は予め決められた所定値であるので、前記半径値ｒは移動距離ｘを用いて計算される。これにより、螺旋状に回転するレーザ光の照射位置に関して、ＳＵＭ信号の瞬時値、回転角度θｐ及び半径値ｒを表すデータが所定回転角度ごとに順次記憶されて蓄積されてい
く。

ＳＵＭ信号の瞬時値、回転角度θｐ及び半径値ｒを表すデータの所定回転角度ごとの記憶動作と並行して、コントローラ９１は、前記所定角度ごとに、ＳＵＭ信号の瞬時値のピークに対応した半径値ｒを回折環の半径値とする。具体的には、回転角度θｐが同一である複数のＳＵＭ信号の瞬時値が増加した後に減少している状態を検出することにより、前記複数のＳＵＭ信号の瞬時値のピークを検出し、このピークであるＳＵＭ信号の瞬時値に対応して記憶されている半径値ｒを取得する。そして、前記所定回転角度ごとの全ての半径値ｒを取得した時点で、ＳＵＭ信号の瞬時値、回転角度θｐ及び半径値ｒを表すデータを所定回転角度ごとに検出し記憶する処理を終了する。これにより、回折環の形状が検出されたことになる。

その後、コントローラ９１は、フォーカスサーボ回路８１によるフォーカスサーボ制御を停止させ、レーザ駆動回路７７によるレーザ光源３１のレーザ光の照射を停止させる。また、コントローラ９１は、Ａ／Ｄ変換回路８３及び回転角度検出回路７５の作動を停止させるとともに、フィードモータ制御回路７３によるフィードモータ２２の作動も停止させる。これにより、回折環読取り工程Ｓ３が終了される。なお、この状態では、位置検出回路７２の作動及びイメージングプレート１５の回転は、以前と同様のまま継続されている。

このような回折環読取り工程Ｓ３の後、コントローラ９１は、自動的に又は作業者による入力装置９２を用いた指示により、図５の回折環消去工程Ｓ４を実行する。この回折環消去工程においては、コントローラ９１は、フィードモータ制御回路７３を制御してイメージングプレート１５を回折環消去領域内の消去開始位置へ移動させる。このイメージングプレート１５の消去開始位置とは、ＬＥＤ光源４３から出力される可視光の中心が回折環基準半径Ｒｏの円に対して前記読取り開始位置の場合よりもさらに内側になるような位置である。この場合も、前記読取り開始位置の場合と同様に、イメージングプレート１５の移動は、位置検出回路７２からの位置信号を用いて行われる。

次に、コントローラ９１は、ＬＥＤ駆動回路８４を制御してＬＥＤ光源４３による可視光のイメージングプレート１５に対する照射を開始させるとともに、フィードモータ制御回路７３を制御して、イメージングプレート１５を前記消去開始位置から消去終了位置まで図１及び図２の右下方向に一定速度で移動させるように、フィードモータ２２を回転させる。消去終了位置とは、ＬＥＤ光源４３によるＬＥＤ光の中心が回折環基準半径Ｒｏよりも前記消去開始位置と同じ程度の距離だけ外側となる位置である。これにより、ＬＥＤ光源４３による可視光が、消去開始位置から消去終了位置まで、イメージングプレート１５上に螺旋状に照射され、前記回折Ｘ線によって形成された回折環が消去される。

次に、コントローラ９１は、フィードモータ制御回路７３を制御してイメージングプレート１５の移動を停止させるとともに、ＬＥＤ駆動回路８４を制御してＬＥＤ光源４３による可視光の照射を停止させる。また、コントローラ９１は、位置検出回路７２の作動を停止させるとともに、スピンドルモータ制御回路７４を制御してスピンドルモータ２７によるイメージングプレート１５の回転も停止させる。これにより、回折環消去工程Ｓ４が終了する。

このような回折環消去工程Ｓ４の後、コントローラ９１は、作業者による入力装置９２を用いた指示により、図５の残留応力計算工程Ｓ５を実行する。

この残留応力計算工程Ｓ５においては、作業者による入力装置９２を用いた指示により、前記取得した回折環の形状を表すデータすなわち回折環の半径値ｒ、前記計算した回折環基準半径Ｒｏ、前記予め設定されたＸ線の入射角度φｏ、測定対象物ＯＢからイメージングプレート１５までの距離Ｌｏ、前記入力した測定対象物ＯＢの材質などを用いて、測定対象物ＯＢのスリットＳＬ内の微小な測定箇所における残留圧縮応力、残留せん断応力を計算し、計算した結果を表示装置９３に表示する。残留圧縮応力及び残留せん断応力は、従来からよく知られているｃｏｓαを用いて計算される。なお、前述したように、スリットＳＬの中心線とＸ線照射点の中心位置とが一致していれば残留圧縮応力、残留せん断応力とも精度のよい値であるが、表示装置９３に表示されるＬＥＤ照射点の画像は小さいため、スリットＳＬの中心線からＸ線照射点の中心位置は僅かにずれている可能性が高く、残留圧縮応力のみが精度のよい値である。作業者は表示された値から、測定対象物ＯＢの疲労度の評価や、ショットピーニングなどによる加工結果の評価を行う。

なお、前記回折環消去工程Ｓ４の後、同一の測定対象物ＯＢのスリットＳＬ内の異なる測定位置に対して、前記ステージ調整工程Ｓ１、回折環撮像工程Ｓ２、回折環読取り工程Ｓ３及び回折環消去工程Ｓ４を繰返し行った後、残留応力計算工程Ｓ５を行うようにしてもよい。このようにすれば、スリットＳＬの中心線に沿った微小領域における残留応力の変化を測定することができる。また、測定を行うごとに残留応力計算工程Ｓ５までを行う、すなわち、同一の測定対象物ＯＢのスリットＳＬ内の異なる測定位置に対して、前記ステージ調整工程Ｓ１〜残留応力計算工程Ｓ５を繰り返し行うようにしても無論よい。

上記説明からも理解できるように、上記実施形態においては、測定対象物ＯＢに向けてＸ線を出射するＸ線出射器１０と、中央にＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブル１６と、テーブル１６に取付けられて、中央部にてＸ線を通過させるとともに、測定対象物ＯＢにて回折したＸ線の回折光を受光する受光面を有し、回折光の像である回折環を記録するイメージングプレート１５とを備えたＸ線回折測定装置を用いて回折環を形成する際、測定対象物ＯＢの表面に測定対象物ＯＢに照射される位置におけるＸ線出射器１０から出射されたＸ線の断面径より小さい幅のスリットＳＬを形成し、スリットＳＬ内の測定箇所に、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線が照射され、スリットＳＬの中心線が、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面内に略含まれ、さらにスリットＳＬ部分の測定対象物の表面がこの平面と垂直になるよう、Ｘ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの位置および姿勢を調整した後、Ｘ線出射器１０からＸ線を出射し、イメージングプレート１５に回折環を形成している。したがって、上記実施形態によれば、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線がＸ線の断面径より小さい幅のスリットＳＬに照射されるので、測定対象物の微小部分による回折環を形成することが可能であり、回折環から計算される残留応力を微小部分の値にできる。また、測定対象物が断面径が小さい円柱状または円筒状の物体でもスリットＳＬを円柱状または円筒状の中心軸方向と平行に形成すれば、物体に対するＸ線入射角を一定にすることができる。また、スリットＳＬ内の測定箇所にＸ線出射器１０から出射されるＸ線が照射され、スリットＳＬの中心線が、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面内に略含まれ、スリットＳＬ部分の測定対象物の表面が平面と垂直になるよう、測定対象物ＯＢの位置および姿勢を調整しているので、ＬＥＤ光の照射点からイメージングプレート１５までの距離Ｌと測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角度φを設定値通りにすれば、少なくとも回折環から計算される残留圧縮応力の値を精度のよい値にすることができる。

この場合、前述のようにＸ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの位置および姿勢を調整するには、Ｘ線回折測定装置は、Ｘ線出射器１０からＸ線が出射されていない状態で、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光であるＬＥＤ光を測定対象物ＯＢに出射するＬＥＤ光源４４と、ＬＥＤ光の照射点を含む領域の測定対象物ＯＢの画像を結像するとともに測定対象物ＯＢによるＬＥＤ光の反射光を集光する結像レンズ４８、及び結像レンズ４８によって結像された画像と集光された反射光の受光点を撮像する撮像器４９を有し、撮像された画像と受光点を表す撮像信号を出力するカメラと、カメラから出力される撮像信号を入力して、撮像器４９によって撮像された画像を画面上に表示すると共に、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面と、撮像器４９の受光面とが交差する基準ラインを十字マークのＹ軸として表示する表示装置９３とを備えるようにし、ＬＥＤ光源４４からＬＥＤ光を出射したうえで、ＬＥＤ光の照射点がスリットＳＬ内の測定箇所と略一致し、十字マークのＹ軸位置とスリットＳＬの中心線の位置が略一致し、さらに十字マークのＹ軸と受光点が略交差するようにＸ線回折測定装置に対する測定対象物の位置および姿勢を調整するようにすればよい。この上記実施形態によれば、表示装置９３に表示されるカメラによる撮影画像と撮影画像にはよらない十字マークのＹ軸とを見ながら、可視光の照射点がスリットＳＬ内の測定箇所と略一致し、十字マークのＹ軸の位置とスリットＳＬの中心線が略一致し、さらに十字マークのＹ軸の位置と受光点が略交差するように測定対象物の位置および姿勢を調整することで、容易に測定対象物ＯＢの位置および姿勢を、前述した適切な位置と姿勢にすることができる。

また、上記実施形態においては、Ｘ線回折測定装置は、レーザ光を出射するレーザ光源３１及びレーザ光を受光するフォトディテクタ４０を有し、レーザ光をイメージングプレート１５の受光面に照射するとともに、レーザ光の照射によってイメージングプレート１５から出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置３０と、イメージングプレート１５に形成された回折環を消去するＬＥＤ光を出射するＬＥＤ光源４３と、テーブル１６を貫通孔２７ｂ，２７ａ１，１６ａ，１７ａの中心軸回りに回転させるスピンドルモータ２７と、Ｘ線出射器１０からのＸ線をテーブル１６及びイメージングプレート１５を通過させるＸ線出射位置と、レーザ検出装置３０からのレーザ光をイメージングプレート１５に照射するレーザ光照射位置との間で、テーブル１６を移動させるテーブル駆動機構２０と、スピンドルモータ２７を制御してテーブル１６を回転させるとともに、テーブル駆動機構２０を制御してテーブル１６を移動させながら、レーザ検出装置３０を制御してイメージングプレート１５の受光面にレーザ光を照射位置を検出しながら照射するとともに、レーザ検出装置３０からの受光信号を入力して、検出した照射位置と入力した受光信号を処理してイメージングプレート１５に形成された回折環を読取るコントローラ９１のプログラム処理と、スピンドルモータ２７を制御してテーブル１６を回転させるとともに、テーブル駆動機構２０を制御してテーブル１６を移動させながら、ＬＥＤ光源４３を制御してイメージングプレート１５の受光面に回折環を消去するＬＥＤ光を照射するコントローラ９１のプログラム処理とを備え、スリットＳＬを、測定対象物ＯＢを連続して評価する直線ラインとスリットＳＬの中心線とを一致させて形成し、回折環形成を測定対象物ＯＢをＸ線回折測定装置と相対的に移動させて、スリットＳＬの中心線方向にＸ線出射器１０から出射されるＸ線の照射点を変えると共に、各照射点ごとに回折環の形成、回折環の読取り及び回折環の消去からなるルーチンを行うことができるようにしている。したがって、上記実施形態によれば、１つのラインに沿って微小部分の残留応力を連続して測定することができ、１つのラインに沿った微小部分の残留応力の変化を求めることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

上記実施形態においては、ステージ６１の位置及び姿勢と測定対象物ＯＢのステージ６１上での向き（Ｚ軸周りの回転位置）を調整するようにした。しかし、測定対象物ＯＢが厚さ一定の平板に限定されていれば、すなわち測定対象物ＯＢの上面がステージ６１の上面と常に平行であれば、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面とステージ６１の上面とが垂直になるよう設定しておけば、ステージ６１の位置と測定対象物ＯＢのステージ６１上での向きを調整するのみでよい。すなわち、スリットＳＬ内の測定箇所にＸ線が照射され、Ｘ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面がスリットＳＬの中心線を含む（すなわち、スリットＳＬの中心線とＸ線の光軸を測定対象物ＯＢに投影したラインが一致する）ように調整するのみでよい。この場合は、結像レンズ４８、撮像器４９により撮影されたＬＥＤ光が照射された測定対象物ＯＢの画像を見なくても、次のようにすれば調整を行うことができる。まず、ステージ６１の上面にＸ線の光軸とイメージングプレート１５の回転基準位置のラインを含む平面とステージ６１の上面とが交差するラインと平行な基準ラインを描いておく。そして、ステージ６１に測定対象物ＯＢを載置した後、ＬＥＤ光源４３からＬＥＤ光を出射したうえで、測定対象物ＯＢを見ながらＬＥＤ光の照射点がスリットＳＬ内の測定箇所と略一致し、ステージ６１に描かれた基準ラインの位置とスリットＳＬの中心線が略平行になるように測定対象物ＯＢの位置および向きを調整する。これによれば、Ｘ線回折測定装置に結像レンズ４８や撮像器４９を用いた撮影機能を備えなくても、測定対象物ＯＢの位置および姿勢を調整できるので、装置のコストを抑制することができる。

また、上記実施形態においては、表示装置９３に表示される画像上のＬＥＤ光の照射点Ｐ１及び反射光の受光点Ｐ２を同一位置（十字マークのクロス点）に合わせるようにしたが、これらの画像上のＬＥＤ光の照射点Ｐ１及び反射光の受光点Ｐ２を異なる位置に合わせるようにしてもよい。この場合、結像レンズ４８の光軸位置を上記実施形態とは異なる位置にして、測定対象物ＯＢの上面が設定された位置にあるとき結像レンズ４８に入射する散乱光の光軸と反射光の光軸が異なるようにし、撮像器４９における反射光の受光点Ｐ２をＬＥＤ光の照射点Ｐ１と異ならせるようにすればよい。

また、上記実施形態においては、ＬＥＤ光の照射点Ｐ１と反射光の受光点Ｐ２を十字マークのクロス点に一致させることで、ＬＥＤ光の照射点（Ｘ線の照射点）からイメージングプレート１５までの距離Ｌと測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角度φを設定値通りにしている。しかし、イメージングプレート１５までの距離Ｌと測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角度φは設定値にしなくても、精度よく値を得て、その値を回折環の形状から残留応力を計算する際に使用してもよいので、これに代えてＬＥＤ光の照射点Ｐ１と反射光の受光点Ｐ２を十字マークのＹ軸と交差させ、ＬＥＤ光の照射点Ｐ１と反射光の受光点Ｐ２のＹ方向位置を読取り、この値からイメージングプレート１５までの距離Ｌと測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角度φを計算するようにしてもよい。すなわち、ステージ６１の位置及び姿勢と測定対象物ＯＢの向き（Ｚ軸周りの回転位置）の調整は、ＬＥＤ光の照射点Ｐ１がスリットＳＬ内の測定箇所と一致し、十字マークのＹ軸位置とスリットＳＬの中心線の位置が一致し、十字マークのＹ軸と反射光の受光点Ｐ２が交差するまでを行い、測定対象物ＯＢの位置および姿勢を、前述した適切な位置と姿勢にする。そして、ＬＥＤ光の照射点Ｐ１のＹ方向位置からイメージングプレート１５までの距離Ｌを算出し、反射光の受光点Ｐ２のＹ方向位置から測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角度φを求めるようにしてもよい。なお、この場合は、予めＬＥＤ光の照射点Ｐ１のＹ方向位置とイメージングプレート１５までの距離Ｌとの関係および、Ｙ方向の各照射点Ｐ１の位置ごとにおける反射光の受光点Ｐ２のＹ方向位置と測定対象物ＯＢに対するＸ線の入射角度φとの関係を求めておき、コントローラ９１のメモリに換算表として記憶しておく必要がある。

また、上記実施形態においては、スリットＳＬは測定対象物ＯＢの表面にＸ線の透過率が低い材料である２つのシールを貼り付けて形成するか、同材料のスリットＳＬが形成されたフィルムを貼り付けるか置いて形成するとしたが、スリットＳＬが、スリットでない部分がＸ線の透過率が低い材料であり、測定対象物ＯＢから発生した回折Ｘ線が妨害されない厚さであれば、どのような方法で作成してもよい。例えば、Ｘ線の透過率が低い２つの細長の薄板を置いて作成してもよい。

また、上記実施形態においては、対象物セット装置６０の操作子６７ａ，６８ａ，６３ａ，６６ａ，６５ａを手動操作することにより、ステージ６１及び測定対象物ＯＢのＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、Ｚ軸方向位置、Ｘ軸周りの傾斜角及びＹ軸周りの傾斜角を変更するようにした。しかし、これに加えて、ステージ６１及び測定対象物ＯＢをＺ軸周りに回転させる機構を設けて、操作子の操作によりステージ６１及び測定対象物ＯＢをＺ軸周りに回転させるようにしてもよい。また、操作子の操作によるステージ６１及び測定対象物ＯＢのＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、Ｚ軸方向位置、Ｘ軸周りの傾斜角及びＹ軸周りの傾斜角の変更（又は、これらに加えてＺ軸周りの回転位置の変更）を、対象物セット装置６０内にモータを設けて、入力装置９２による指示によりモータを回転させて、ステージ６１及び測定対象物ＯＢのＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、Ｚ軸方向位置、Ｘ軸周りの傾斜角及びＹ軸周りの傾斜角（これらに加えてＺ軸周りの回転位置）の一部又は全部を変更するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、プレート４５、モータ４６及びストッパ部材４７ａによりＬＥＤ光源４４をＸ線の光軸上に移動させて、ＬＥＤ光を測定対象物ＯＢに照射する構造にした。しかし、これに代えて、出射Ｘ線と光軸を同一にした可視の平行光を照射することができれば、どのような構造にしてもよい。例えば、ビームスプリッタを出射Ｘ線の光軸上に配置し、ＬＥＤ光をビームスプリッタで反射させて出射Ｘ線と光軸を同一にして照射するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、スピンドルモータ２７の貫通孔２７ｂに内径の小さな通路部材２８を設けるとともに、固定具１８の貫通孔１８ａの内径を小さくして、ＬＥＤ光源４４から出射されたＬＥＤ光から小さな断面径の平行光が得られるようにしたが、小さな断面径の可視の平行光が得られるならば、別の構造にしてもよい。例えば、通路部材２８の軸長を長くすることにより、ＬＥＤ光源４４からのＬＥＤ光から小さな断面径の平行光が得られるようにしてもよい。また、可視光であるレーザ光を出射するレーザ光源の近くにコリメートレンズとエキスパンダ―レンズを配置し、出射する小さな断面径のレーザ光の光軸をスピンドルモータ２７の出力軸２７ａの貫通孔２７ａ１の中心軸線と一致させるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、対象物セット装置６０の操作子６７ａ，６８ａ，６３ａ，６６ａ，６５ａを手動操作することにより、ステージ６１及び測定対象物ＯＢのＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、Ｚ軸方向位置、Ｘ軸周りの傾き及びＹ軸周りの傾きを調整するようにした。しかし、これに代えて、ケース５０又はケース５０内部の各種装置のＸ軸方向位置、Ｙ軸方向位置、Ｚ軸方向位置、Ｘ軸周りの傾斜角及びＹ軸周りの傾斜角の一部又は全てを調整できる構造にし、ケース５０若しくはケース５０内部の各種装置とステージ６１との組み合わせ、又はケース５０若しくはケース５０内部の各種装置のみで、Ｘ線回折測定装置に対する測定対象物ＯＢの前記位置及び傾きを調整するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、Ｘ線回折測定装置を、回折環がイメージングプレート１５に形成された後に、レーザ検出装置３０からのレーザ光の照射により回折環を読取る構造にした。しかし、Ｘ線回折測定装置に回折環を読取る機能がなく、回折環の読取りをＸ線回折測定装置からイメージングプレート１５を取り外して別の装置で行う場合でも、Ｘ線回折測定装置がイメージングプレート１５の中心にある貫通孔を通してＸ線を出射して、イメージングプレート１５に回折環を形成する装置であれば、本発明は適用することができる。その場合のイメージングプレート１５の回転基準位置は、結像レンズ４８の光軸と、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸が含まれる平面がイメージングプレート１５と交差するラインである。また、測定対象物ＯＢが厚さ一定の平板に限定されており、Ｘ線回折測定装置に結像レンズ４８や撮像器４９を用いた撮影機能を備えない場合は、イメージングプレート１５の回転基準位置は、Ｘ線出射器１０から出射されるＸ線の光軸とＸ線の光軸と交差するステージ６１の法線とが含まれる平面がイメージングプレート１５と交差するラインである。

１０…Ｘ線出射器、１５…イメージングプレート、１５ａ，１６ａ，１７ａ，１８ａ，２１ａ，２６ａ，２７ａ１，２７ｂ…貫通孔、１６…テーブル、１８…固定具、２０…テーブル駆動機構、２１…移動ステージ、２２…フィードモータ、２３…スクリューロッド、２７…スピンドルモータ、２８…通路部材、３０…レーザ検出装置、３１…レーザ光源、３６…対物レンズ、４４…ＬＥＤ光源、４５…プレート、４６…モータ、４７ａ，４７ｂ…ストッパ部材、４８…結像レンズ、４９…撮像器、５０…ケース、５０ｃ…切欠き部壁、６０…対象物セット装置、６１…ステージ、６３ａ，６５ａ，６６ａ，６７ａ，６８ａ…操作子、９０…コンピュータ装置、９１…コントローラ、９２…入力装置、９３…表示装置

Claims

測定対象物に向けてＸ線を出射するＸ線出射器と、
中央にＸ線を通過させる貫通孔が形成されたテーブルと、
前記テーブルに取付けられて、中央部にてＸ線を通過させるとともに、測定対象物にて回折したＸ線の回折光を受光する受光面を有し、回折光の像である回折環を記録するイメージングプレートとを備えた回折環形成装置を用いた回折環形成方法において、
測定対象物の表面に、測定対象物に照射される位置における前記Ｘ線出射器から出射されたＸ線の断面径より小さい幅のスリットを形成するスリット形成ステップと、
前記スリット形成ステップにより形成されたスリット内の測定箇所に、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線が照射され、前記スリットの中心線が、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸が前記イメージングプレートと交差する点を含む前記イメージングプレート上のラインであって、前記イメージングプレートに記録された回折環を読取る際に回転角度０度とする回転基準位置のラインとを含む平面内に略含まれ、さらに前記測定対象物において前記スリットが形成された箇所の表面が前記平面と垂直になるよう、前記回折環形成装置に対する測定対象物の位置および姿勢を調整する位置姿勢調整ステップと、
前記Ｘ線出射器からＸ線を出射し、前記イメージングプレートに回折環を形成する回折環形成ステップとからなることを特徴とする回折環形成方法。
請求項１に記載された回折環形成方法において、
前記回折環形成装置は、
前記Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、
前記可視光の照射点を含む領域の測定対象物の画像を結像するとともに測定対象物による前記可視光の反射光を集光する結像レンズ、及び前記結像レンズによって結像された画像と前記集光された反射光の受光点を撮像する撮像器を有し、前記撮像された画像と受光点を表す撮像信号を出力するカメラと、
前記カメラから出力される撮像信号を入力して、前記撮像器によって撮像された画像を画面上に表示すると共に、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と前記イメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面と、前記撮像器の受光面とが交差する基準ラインを表示する表示器とを備え、
前記位置姿勢調整ステップは、前記可視光出射器から可視光を出射したうえで、前記可視光の照射点がスリット内の測定箇所と略一致し、前記基準ラインの位置と前記スリットの中心線の位置が略一致し、さらに前記ラインと前記受光点が略交差するように前記回折環形成装置に対する測定対象物の位置および姿勢を調整することを特徴とする回折環形成方法。
請求項１に記載された回折環形成方法において、
前記回折環形成装置は、
前記Ｘ線出射器からＸ線が出射されていない状態で、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線と光軸を同一にした平行光である可視光を測定対象物に出射する可視光出射器と、
測定対象物が載置されるとともに、前記Ｘ線出射器および前記テーブルに対する姿勢が固定されているステージであって、載置面に、前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の光軸と前記イメージングプレートの回転基準位置のラインを含む平面と、前記載置面とが交差するラインに平行な基準ラインが描かれたステージとを備え、
前記位置姿勢調整ステップは、前記可視光出射器から可視光を出射したうえで、前記可視光の照射点がスリット内の測定箇所と略一致し、前記ステージに描かれた基準ラインの位置と前記スリットの中心線が略平行になるように測定対象物の位置および姿勢を調整することを特徴とする回折環形成方法。
請求項１乃至請求項３に記載された回折環形成方法において、
前記回折環形成装置は、
レーザ光を出射するレーザ光源及びレーザ光を受光するフォトディテクタを有し、レーザ光を前記イメージングプレートの受光面に照射するとともに、レーザ光の照射によって前記イメージングプレートから出射された光を受光して受光強度に応じた受光信号を出力するレーザ検出装置と、
前記イメージングプレートに形成された回折環を消去する光を出射する消去用光出射器と、
前記テーブルを前記貫通孔の中心軸回りに回転させる回転機構と、
前記Ｘ線出射器からのＸ線を前記テーブル及び前記イメージングプレートを通過させるＸ線出射位置と、前記レーザ検出装置からのレーザ光を前記イメージングプレートに照射するレーザ光照射位置との間で、前記テーブルを移動させる移動機構と、
前記回転機構を制御して前記テーブルを回転させるとともに、前記移動機構を制御して前記テーブルを移動させながら、前記レーザ検出装置を制御して前記イメージングプレートの受光面にレーザ光を照射位置を検出しながら照射するとともに、前記レーザ検出装置からの受光信号を入力して、前記検出した照射位置と前記入力した受光信号を処理して前記イメージングプレートに形成された回折環を読取る回折環読取手段と、
前記回転機構を制御して前記テーブルを回転させるとともに、前記移動機構を制御して前記テーブルを移動させながら、前記消去用光出射器を制御して前記イメージングプレートの受光面に消去用光を照射する回折環消去手段とを備え、
前記スリット形成ステップは、スリットを、測定対象物を連続して評価する直線ラインとスリットの中心線とを一致させて形成し、
前記回折環形成ステップは、測定対象物を前記回折環形成装置と相対的に移動させて、前記スリットの中心線方向に前記Ｘ線出射器から出射されるＸ線の照射点を変えると共に、前記各照射点ごとに回折環の形成、回折環の読取り及び回折環の消去からなるルーチンを行うことを特徴とする回折環形成方法。