JPH08240699A - Ｘ線分光器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料や試料ステージの可動範囲の大きなＸ線
分光器を提供する。 【構成】 分析点を通る直線上を移動する分光素子２に
よって分光し、検出器によって検出を行うＸ線分光器に
おいて、分析点を中心としローランド円４の半径の二倍
を半径とする円弧を軌跡とする第１のリンク６と、第１
のリンクに拘束運動される第２のリンク７と、分析点か
ら分光素子２までの距離と分光素子２から検出器３まで
の距離を等距離に拘束する第３のリンクとを備え、第２
のリンク７はローランド円４の半径を半径とする円弧を
軌跡とするリンクであって、分光素子２をリンク７の一
端に備え、検出器３を円弧の軌跡上において拘束運動さ
せ、円弧の軌跡上の点を第１のリンク６の円弧５の軌跡
上に拘束される拘束運動を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線分光器に関し、特
に分析点を通る直線上に沿って分光素子を移動させる直
線集光型Ｘ線分光器に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線マイクロアナライザ等の装置に用い
られるＸ線分光器は、試料上の分析点にＸ線を照射し
て、該分析点放出されるＸ線を分光素子によって分光
し、検出器に入射して測定を行っている。このＸ線分光
器として直線集光型Ｘ線分光器が知られている。この直
線集光型Ｘ線分光器においては、例えば図８に示すよう
に試料上の分析点と分光素子と検出器を同一のローラン
ド円上に配置して、分光素子に対するＸ線の入射角度θ
と検出器へのＸ線の出射角度θを等角度とし、また、分
析点から放出されるＸ線の取り出し方向を常に一定に保
持した状態でＸ線の分光を行うために、湾曲分光素子を
分析点を通る一つの直線に沿って移動させている。ま
た、このとき分光素子自体を回動させることによって分
光素子に入射するＸ線の入射角度を変化させている。

【０００３】従来の直線集光型Ｘ線分光器においては、
前記した分析点と分光素子検出器と間の関係を維持する
ために、例えば図９に示すようなリンク機構によって分
光素子が分析点を通る直線に沿って移動するよう案内し
ている。図９において、試料上の分析点からＸ軸方向に
放出されたＸ線は分光素子によって分光され、分光され
たＸ線は検出器によって検出される。このとき、分光素
子はＸ軸に沿って直線移動を行う。この直線移動を行う
分光素子と試料上の分析点と検出器を同一のローランド
円の円周上に配置し、さらに検出器の角度を定めるため
に固定された第１リンクと移動する第２リンクからなる
リンク機構が構成されている。

【０００４】第１リンクは、試料上の分析点を中心とし
半径がローランド円の半径Ｒの円弧であってＸ線分光器
本体に対して固定されている。一方、第２リンクは長さ
がＲのリンクであって、その一端は第１リンクに沿って
移動し、他端には分光素子が設けられている。また、試
料上の分析点から分光素子までの距離と、分光素子から
検出器までの距離は図示しないリンク機構によって等距
離に保たれている。

【０００５】また、図１０は別の従来のＸ線分光器を説
明するための概略構成図である。図１０に示すＸ線分光
器は、試料上の分析点を通る第１の直線（Ａ−Ａ´）に
沿って配置される第１の移動軸と、同分析点を通る第２
の直線（Ａ−Ａ”）に沿って配置される第２の移動軸
と、第１移動軸上を移動する台上にその格子面接線がロ
ーランド円に接するように配置された分光素子と、第２
の直線（Ａ−Ａ”）と交差する第３の直線（Ｄ−Ｄ´）
に沿って配置され、第２の移動軸上を移動する台上に、
第２の直線と第３の直線の交点（Ｄ）において回転可能
に設置された第３の軸と、第３の軸上をスライドする台
上に設けられる検出器を構成要素としている。

【０００６】また、これらの構成要素を連結する機構と
して、第１の移動軸上を移動する分光素子の中央部
（Ｂ）と第２の直線と第３の直線との交点（Ｄ）の間の
長さを分光素子が移動しても常に一定に保つための、第
１の移動軸上の移動台と第２の移動軸上の移動台の移動
をリンクする第１の機構と、第３の直線と第２の直線と
の成す角度が、交点（Ｄ）が移動しても常に分光素子の
中央部（Ｂ）と交点（Ｄ）とを結ぶ直線と第２の直線
（Ａ−Ａ”）との成す角度の２倍となる関係を保つため
に設けられる第２の機構と、検出器のスリット点を常に
ローランド円上に束縛する第３の機構がある。

【０００７】なお、前記第１の機構と第２の機構は、ロ
ーランド円上において試料と分光素子と間の距離と、分
光素子と検出器との間の距離を等しく保持するための機
構を構成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線分光器では、試料及び試料を動かすためのステージ
が、Ｘ線分光器を構成する各機構によってに制限される
という問題点がある。例えば、前記図９に示した従来の
Ｘ線分光器において、試料上の分析点を中心とし半径を
ローランド円の半径Ｒとする円弧のリンクが固定設置さ
れている。そのため、試料及び試料ステージの大きさや
それらの移動範囲は、この固定リンクによって制限され
て分析範囲が狭められる。また、分光素子の可動範囲も
制限されることになる。

【０００９】また、前記図１０に示した従来のＸ線分光
器では、分光範囲が大きくなるに従って第１の移動軸と
第２の移動軸との成す角度が大きくなり、第２の移動軸
が試料方向に長くなる。そのため、試料及び試料ステー
ジの大きさやそれらの移動範囲が制限されて分析範囲が
狭められ、また、分光素子の可動範囲も制限される。

【００１０】そこで、本発明は前記した従来のＸ線分光
器のの問題点を解決し、試料や試料ステージの可動範囲
の大きなＸ線分光器を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、分析点を通る
直線上を移動する分光素子によって、分析点からのＸ線
を分光し、検出器て検出を行うＸ線分光器において、分
析点を中心としローランド円の半径の二倍を半径とする
円弧を軌跡とする第１のリンクと、第１のリンクに拘束
運動される第２のリンクと、原点から前記分光素子まで
の距離と分光素子から検出器までの距離を等距離に拘束
する第３のリンクとを備え、第２のリンクはローランド
円の半径を半径とする円弧を軌跡とするリンクであっ
て、分光素子をリンクの一端に備え、検出器を円弧の軌
跡上において拘束運動させ、円弧の軌跡上の点を第１の
リンクの円弧の軌跡上に拘束される拘束運動を行わせる
ことによって、前記目的を達成する。

【００１２】図１は本発明のＸ線分光器を説明するため
の概略構成図である。図１において、分析点１には試料
１１が配置され、該分析点１から放出されるＸ線は分光
素子２によって分光され、その分光Ｘ線は検出器３によ
って検出される。本発明のＸ線分光器は第１のリンク
６、第２のリンク７、及び第３のリンク（図示していな
い）を備えたリンク機構によって、これら分析点１、分
光素子２、及び検出器３がローランド円４上に配置され
るよう構成している。

【００１３】ここで、第１のリンク６は分析点１の位置
を原点とし、該原点を中心とするとともに、ローランド
円４の半径をＲとしたときその二倍の半径２Ｒを半径と
する円弧５を軌跡とするものであり、Ｘ線分光器に対し
て固定設置される。

【００１４】また、第２のリンク７はローランド円４の
半径Ｒを半径とする円弧を軌跡とするリンクである。そ
して、この第２のリンク７はその一端に分光素子２を設
け、また、検出器３をその第２のリンクの円弧の軌跡上
で拘束運動させている。なお、図１では、第２のリンク
と分光素子とを結合する連結部材は示していない。さら
に、この第２のリンク７は、その円弧の軌跡上の点を第
１のリンク６の円弧の軌跡上に拘束させて移動すること
によって、第１のリンクに対して拘束運動を行う。

【００１５】また、図示しない第３のリンクは、原点で
ある分析点１の位置から分光素子２までの距離と分光素
子２から検出器３までの距離を等距離に拘束する通常の
リンクであって、例えば、ワイヤ機構によって構成する
ことができる。

【００１６】本発明の実施態様は、第１のリンクの円弧
の軌跡と第２のリンクの円弧の軌跡を、リンクの厚さ方
向で重なるよう構成するものであり、これによって、第
２のリンクを第１のリンクに拘束運動させるとともに、
検出器を第２のリンクの円弧の軌跡に沿って移動させる
ことができる。

【００１７】本発明の別の実施態様は、第２のリンクを
第１のリンク方向に付勢する付勢手段を備えるものであ
り、これによって、自重によって第２のリンクが第１リ
ンクから離れることを防止し、第２のリンクの第１への
拘束運動を可能とすることができる。

【００１８】

【作用】次に、図１及び図２を用いて本発明のＸ線分光
器の動作について説明する。本発明による直線集光型Ｘ
線分光器は、分析点を通る直線上に沿って分光素子を移
動させながら、Ｘ線分光を行う装置であり、分光素子は
図中のＸ軸に沿って直線運動することになる。

【００１９】図１に示す分光素子２の位置において、分
析点１と分光素子２と検出器３を共にその円周上に載せ
るローランド円４（図中の一点鎖線）は、図中の４１で
示す位置にあり、第２のリンク７は第１のリンク６と点
Ｐ１で接している。ここで、分析点１と分光素子２の間
の距離と、分光素子２と検出器３の間の距離は、図示し
ない第３のリンクによって等距離に配置されている。こ
れによって、分析点１からのＸ線線は、分光素子２で分
光された後検出器３によって検出される。

【００２０】次に、分光素子２をＸ軸に沿って動かし、
図１に示す位置から図２に示す位置に移動させる。この
移動は、ローランド円４を図２中の４２で示す位置に移
し、また、その一端で分光素子２を支持している第２の
リンク７を第１のリンク６の円弧の軌跡に拘束させなが
ら移動させる。

【００２１】このとき、第２のリンク７は第１のリンク
６の円弧の軌跡の点Ｐ２において接触する。第１のリン
ク６は、第２のリンクに対してすべることなく接触しな
がら移動する。したがって、第１のリンク６が第１のリ
ンク７の軌跡上を移動する場合、その第１のリンク６と
第１のリンク７との接触点は常に一対一の関係にある。
そして、この接点Ｐ２は第２のリンク７の円弧上の点で
あるとともに第１のリンク６の円弧上の点であるため、
第２のリンク７は分析点１と分光素子２を通るローラン
ド円４２上に重なることになる。したがって、検出器３
は同一のローランド円４２上に配置することになり、分
光素子２がＸ軸上を移動しても、分析点と分光素子と検
出器は常に同一のローランド円上に位置することにな
る。

【００２２】なお、このとき第３のリンクによって、分
析点１から分光素子２までの距離は分光素子２から検出
器３までの距離と等しくなるよう拘束されている。

【００２３】したがって、第１のリンク、第２のリン
ク、及び第３のリンクによるリンク機構によって、分光
素子が分析点を通る直線上を移動するとき、分析点と分
光素子と検出器を常にローランド円上に配置するととも
に、分析点から分光素子までの距離と分光素子から検出
器までの距離を等距離として、分析点から放出されたＸ
線を分光素子で分光した後に検出器で検出することがで
きる。

【００２４】そして、この構成によれば、分析点とＸ線
分光器に固定されている第１のリンクとの距離はローラ
ンド円の半径の２倍の距離にあり、従来のＸ線分光器の
場合よりもより大きな距離とすることができ、リンクと
分析点との間で距離的に余裕を持たせることができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。 （本発明の一実施例の構成）本発明の一実施例の構成
を、図３の本発明のＸ線分光器を説明する概略構成図、
図４の本発明の第１のリンク及び第２のリンクを説明す
る斜視図、及び図５の本発明の第３リンクを説明する概
略構成図を用いて説明する。

【００２６】図３は本発明の第１のリンク及び第２のリ
ンクを示している。第１のリンク６はＸ線分光器のベー
ス６１に対して固定設置されるものでありローランド円
の半径をＲとしたとき、中心を分析点１とし２Ｒを半径
とする円弧によって第１のリンクの円弧の軌跡を形成し
ている。

【００２７】なお、分析点１は試料１１上においてプロ
ーブが照射され、Ｘ線を放出する位置であって、Ｘ線分
光器のベース６１に対して固定した位置である。また、
試料１１は図示しない試料ステージによって移動可能に
設置されている。

【００２８】第２のリンク７はプレート７１上に形成さ
れるリンク機構であり、第１のリンクの円弧の軌跡に接
触しながら移動すると共に、検出器３を該円弧の軌跡に
沿って拘束運動させる機構である。この第２のリンクの
第１のリンクに対する移動は、その接触点で両リンクに
すべりが生じないよう行われるものである。したがっ
て、両リンクの接触する点間は、一対一に対応すること
になる。この第２のリンク７は半径をＲとする円弧によ
って形成され、第１のリンク６と接触する円弧状部分と
検出器３を前記円弧に沿って拘束運動させる溝部分とを
備えている。

【００２９】図４は第１のリンクと第２のリンクの関係
を示している。図４において、第１のリンク６は、中心
を図示しない分析点とする半径２Ｒの円弧で形成する外
周面を持つ凸部６２を備え、一方、第２のリンク７は、
凸部６２と接触する半径Ｒの円弧を持つ凹部７２と、同
じく半径Ｒの円弧の溝７３とを備えている。

【００３０】第１のリンク６と第２のリンク７とは、そ
の凸部６２を凹部７２にはめ合わせ、例えば、図５の保
持バネ７４等の付勢手段によって第２のリンク７を第１
のリンク６側に付勢することによって拘束されている。
図３で、両リンクは接点Ｐにおいて接触している。

【００３１】検出器３は軸３１を溝７３内に挿入するこ
とにより取り付けられる。そして、軸３１が溝７３に沿
って移動することにより、検出器３は第２のリンクに対
して拘束されながら運動することになる。軸３１の軸上
には、検出器３のスリット３２が形成されている。ま
た、第２のリンク７において、第１のリンクと接触する
凹部７２の軌跡点と、溝７３内の検出器３のスリット位
置はベース６１の平面に対して同一の位置にあり、第２
のリンク７の厚さ方向に上下方向に重なって配置されて
いる。

【００３２】したがって、第２のリンク７は、第１のリ
ンクに対する移動と検出器３の拘束運動との両動きを互
いに干渉することなく行うことができる。

【００３３】また、第２のリンク７側のプレート７１に
は分光素子２が設置されており、さらに、動軸８２に沿
って直線運動する移動部材８３，及び検出器３を移動可
能に支持する動軸８１が取り付けられている。

【００３４】図５は、本発明の第３のリンクを説明する
ための図である。第３のリンク９は、分析点１から分光
素子２までの距離と分光素子２から検出器３までの距離
とが等しくなるよう拘束する機構であって、従来用いら
れているワイヤ機構によって構成することができる。し
たがって、以下では、このワイヤ機構の概略のみを説明
する。

【００３５】ワイヤ機構は、例えば、動軸８１に沿って
検出器から分光素子に設けられる第１ワイヤ機構９１
（図５中の二点鎖線）と、検出器と分光素子を通り動軸
８２に沿って設けられる第２ワイヤ機構９２（図５中の
一点鎖線）とによって構成することができる。

【００３６】（本発明の一実施例の作用）次に、本発明
の一実施例の作用について、図６の本発明のＸ線分光器
の第１のリンク及び第２のリンクの関係を説明するため
の斜視図、及び図７の本発明のＸ線分光器の概略構成図
を用いて説明する。

【００３７】図６の（ａ）は、分光素子２が分析点に近
い位置にある場合における第１のリンク及び第２のリン
クの位置関係を示している。第２のリンク７は図示して
いない付勢手段によって第１のリンク６側に付勢され、
接点Ｐにおいて接触しその位置関係が拘束されている。
また、検出器３は第２のリンク７上の溝によって、第２
のリンクに対して拘束運動されるとともに、第３のリン
クによって分光素子２との距離が設定され、分析点と分
光素子２と検出器３はローランド円４上に配置される。

【００３８】次に、分光素子２を図３及び図５の動軸８
２に沿って直線移動させ、図６の（ｂ）に示すように分
光素子２が分析点から離れた位置とすると、第２のリン
ク７はこの分光素子２の移動によって接触位置を変えな
がら移動する。

【００３９】このとき、第２のリンク７は図示していな
い付勢手段によって第１のリンク６側に付勢され、接点
Ｑにおいて接触しその位置関係が拘束されている。ま
た、検出器３は第２のリンク７上の溝によって第２のリ
ンクに拘束運動されるとともに、図示しない第３のリン
クによって分光素子２との距離が設定され、分光素子２
が分析点から離れた分だけ分光素子から移動し、この移
動中及び移動後においても分析点と分光素子２と検出器
３はローランド円４上に配置されるている。

【００４０】同様にして、分光素子２が図３及び図５の
動軸８２に沿ってさらに直線移動した場合でも、第１の
リンクと第２のリンク及び第３のリンクによって分析点
と分光素子２と検出器３は常にローランド円４上に配置
されることになり、検出器３は分光素子で分光した分光
Ｘ線を検出することができる。

【００４１】また、図６の（ａ）には、前記図９で示し
た従来のＸ線分光器の第１のリンク（固定リンク）を二
点鎖線で示している。従来のＸ線分光器では、この固定
リンクが分析点からローランド円の半径Ｒの距離に固定
されているため、試料１１あるいは該試料を支持する試
料テーブルが移動すると、第１のリンクと干渉を起こす
ことになる。そのため、大型の試料の分析ができなかっ
たり、試料テーブルの移動範囲が制限されている。

【００４２】これに対して、本発明のＸ線分光器では、
試料あるいは試料テーブルの範囲を制限する機構は、分
析点からローランド円の半径の２倍の距離にあるため、
図中の二点鎖線で示す試料の位置まで移動するることが
でき、大型の試料の分析が可能となり、また試料テーブ
ルの移動範囲を拡大することができる。

【００４３】（変形例）図１１は本発明の変形例を説明
するための概略構成図である。本発明の変形例は、前記
実施例と同様の構成のＸ線分光器の配置角度を変更して
設置するものであり、前記図３に示すＸ線分光器を９０
°回転させ、図中の矢印方向が上方となるよう配置す
る。

【００４４】この配置においては、入射電子線は横方向
から試料に入射し、下方に配置された分光素子及び検出
器によって検出を行う。この配置において第２のリンク
は第１のリンクの上方に位置し、第２のリンクはその自
重によって常に第１のリンク側に付勢を行う。これによ
って、付勢手段を別個に設けることなく第２のリンクを
第１のリンクに拘束しながら移動させることができる。

【００４５】（実施例の効果）本発明の実施例によれ
ば、簡単な構成のリンク機構によってＸ線分光器を構成
することができ、また、分光素子の可動範囲を大きくし
て分光範囲を拡大することができる。

【００４６】また、本発明のＸ線分光器において、第２
のリンクを第１のリンクの上方に配置することによっ
て、第１のリンクと第２のリンクとを拘束運動させるた
めに第２のリンクと第１のリンクに付勢する付勢手段を
不要とすることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
試料や試料ステージの可動範囲の大きなＸ線分光器を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＸ線分光器を説明するための概略構成
図である。

【図２】本発明のＸ線分光器を説明するための概略構成
図である。

【図３】本発明のＸ線分光器の実施例を説明する概略構
成図である。

【図４】本発明の第１のリンク及び第２のリンクを説明
する斜視図である。

【図５】本発明の第２リンクを説明する概略構成図であ
る。

【図６】本発明のＸ線分光器の第１のリンク及び第２の
リンクの関係を説明するための斜視図である。

【図７】本発明のＸ線分光器の概略構成図である。

【図８】Ｘ線分光器のＸ線源と分光素子と検出器の関係
を説明するための図である。

【図９】従来のＸ線分光器を説明するための概略構成図
である。

【図１０】従来のＸ線分光器を説明するための概略構成
図である。

【図１１】本発明のＸ線分光器の他の実施例を説明する
ための概略構成図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線源、２…分光素子、３…検出器、４…ローラン
ド円、５…円弧、６…第１のリンク、７…第２のリン
ク、９…第３のリンク、１１…試料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分析点を通る直線上を移動する分光素子
   によって分析点からのＸ線を分光し、該分光Ｘ線を検出
   器で検出するＸ線分光器において、分析点を中心としロ
   ーランド円の半径の二倍を半径とする円弧を軌跡とする
   第１のリンクと、ローランド円の半径を半径とする円弧
   を軌跡とするリンクであって、前記分光素子を当該リン
   クの一端に備え、前記検出器を当該円弧の軌跡上におい
   て拘束運動させ、当該円弧の軌跡上の点は前記第１のリ
   ンクの円弧の軌跡上に拘束される第２のリンクと、分析
   点から分光素子までの距離と分光素子から検出器までの
   距離を等距離に拘束する第３のリンクとを備えたことを
   特徴とするＸ線分光器。