JP3710023B2

JP3710023B2 - クラツキ型スリット装置

Info

Publication number: JP3710023B2
Application number: JP23119097A
Authority: JP
Inventors: 等大神田; 吉男岩崎
Original assignee: Rigaku Corp
Current assignee: Rigaku Corp
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: JPH1164593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、小角散乱装置の光学系に用いられるクラツキ型スリット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小角散乱装置は、試料にＸ線を照射したとき、試料を中心とする低角度範囲（例えば、０°〜５°程度の角度範囲）に発生する散乱Ｘ線の強度に基づいて、試料を構成する粒子の大きさ，形状や、タンパク質の結晶に見られるような結晶の長周期構造などを測定するための装置である。
この小角散乱装置の光学系には、微細幅で高分解能のＸ線を試料へ照射するために、クラツキ型スリット装置が用いられている。
【０００３】
図２は、従来のクラツキ型スリット装置の概要を示す平面構成図である。同図に示すように、クラツキ型スリット装置は、入射ブロック２０、入射スリット２１、およびブリッジ２２を備えている。このうち、入射ブロック２０は、Ｘ線幅制限用の突き出し端部２０ａ，２０ｂを二箇所に有している。この入射ブロック２０とブリッジ２２の一側面に形成した散乱抑制部２２ａとは、同一平面上に位置決めされる。また、入射スリット２１は、入射ブロック２０と対向する位置に、同ブロック２０と所要の間隔をあけて配置してある。
【０００４】
Ｘ線源のＸ線焦点１から出射してきたＸ線は、まず入射ブロック２０の突き出し端部２０ａ，２０ｂと、入射スリット２１の端部２１ａとで幅が制限される。さらに、ブリッジ２２の散乱抑制部２２ａによりＸ線の散乱を抑制して試料ホルダ２に装着した試料へと照射される。
【０００５】
なお、図２に示すように、同一平面上の二箇所に突き出し端部２０ａ，２０ｂを有する入射Ｕブロックを備えたものを、特にクラツキ型Ｕスリット装置と称している。この他、Ｘ線幅制限用の突き出し端部を一箇所にのみ形成した入射ブロックを備えた構造のもの等もある。クラツキ型スリット装置というときは、これら各種構造のものを含んでいる。
【０００６】
さて、クラツキ型スリット装置を通過してきたＸ線は、入射スリット２１の端部２１ａおよびブリッジ２２の散乱抑制部２２ａを通る平面ａと、その平面ａに平行でかつ入射ブロック２０の突き出し端部２０ａに接する平面ｂとで囲まれた領域が最大強度（Ｉｍａｘ）を示す。小角散乱測定においては、このＸ線最大強度幅ｘの中央位置（ｘ／２）を測定原点（２θ＝０）におき、試料からの散乱Ｘ線の角度（２θ）と強度（Ｉ）とを検出する。
【０００７】
Ｘ線最大強度幅ｘは、測定条件に応じて変更する必要がある。従来、このＸ線最大強度幅ｘは、入射ブロック２０と入射スリット２１との間のスリット幅を変更することにより調整していた。すなわち、図３に示すように、入射スリット２１の位置を移動させることにより、入射スリット２１の端部２１ａおよびブリッジ２２の散乱抑制部２２ａを通る平面ａ′と、その平面ａ′に平行でかつ入射ブロック２０の突き出し端部２０ａに接する平面ｂ′とで囲まれた領域の幅（Ｘ線最大強度幅ｘ′）を広げることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のクラツキ型スリット装置は、次のような問題があった。
クラツキ型スリット装置は、Ｘ線の減衰を防止するために、各構成要素を真空室２３内に配置している。したがって、入射スリット２１の移動作業にあたり、この真空室２３内を開放する必要があった。このように、Ｘ線最大強度幅ｘの調整に際して真空室２３内を開放する結果、次の測定に移るために、再び真空室２３内を真空引きする必要があり、これらの作業に時間がかかるという問題があった。
【０００９】
また、従来のクラツキ型スリット装置は、入射スリット２１の移動によりＸ線最大強度幅ｘを調整したとき、図３に示すように、受光面３における最大強度（Ｉｍａｘ）を示すＸ線の照射位置が大きくずれてしまう。
このように、Ｘ線の照射位置に大きなずれが生じた場合、測定原点（２θ＝０）および試料ホルダ２の位置を補正するか、あるいは受光面３および試料ホルダ２に対して装置全体を回動させてＸ線の光軸調整をしなければならない。この光軸調整は、従来、入射ブロック２０に形成した一方の突き出し端部２０ｂの位置を中心に、装置全体を回動させて行なっていた。
【００１０】
このように、従来のクラツキ型スリット装置は、Ｘ線最大強度幅ｘを調整するために、入射スリット２１の移動と、測定原点（２θ＝０）および試料ホルダ２の位置補正または装置全体の回動とを実施しなければならないため、作業工数が多く煩雑であった。
【００１１】
この発明は、上述した問題を解決するためになされたもので、各構成要素を内蔵する真空室を開放せずにＸ線最大強度幅を任意に調整できるようにすることを目的とする。
またこの発明は、Ｘ線最大強度幅を調整するために必要な作業工数を減らし、作業の容易化を図ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明に係るクラツキ型スリット装置は、Ｘ線幅制限用の突き出し端部を少なくとも一箇所に形成した入射ブロックと、Ｘ線幅制限用の端部を入射ブロックに対向させるとともに入射ブロックとの間に所要の間隔を設けて配置した入射スリットと、入射ブロックの突き出し端部と同一平面上に散乱抑制部が配置され、入射ブロックと入射スリットとの間を通過してきたＸ線の散乱を抑制するブリッジと、を真空室の内部に備えている。
さらに、入射スリットの端部およびブリッジの散乱抑制部を通る平面と、該平面に平行でかつ入射ブロックの突き出し端部に接する平面と、で囲まれた隙間から通過するＸ線の強度が最大となるように構成してある。
【００１３】
そして、入射ブロックとブリッジとを一体に回動自在とするとともに、これら入射ブロックおよびブリッジを真空室の外部から回動操作する構成としたことを特徴としている。
Ｘ線最大強度幅は、入射スリットの端部およびブリッジの散乱抑制部を通る平面（以下、便宜上「第１平面」ということもある）と、その平面に平行でかつ入射ブロックの突き出し端部に接する平面（以下、便宜上「第２平面」ということもある）とに挟まれた領域の幅である。これら第１，第２平面の各位置は、入射スリットを固定したままで、入射ブロックとブリッジとを一体に回動することにより任意に変化させることができる。
【００１４】
これら入射ブロックおよびブリッジは、真空室の外部から回動操作する構成としてあるので、Ｘ線最大強度幅の調整に際して、真空室を開放する必要がなく、その調整作業を迅速かつ容易に行なうことができる。
この構成をより具体化するために、本発明は、入射ブロックとブリッジとを搭載して回動自在な支持手段と、該支持手段を回動させる駆動手段とを備えた構成としてもよい。
【００１５】
さらに、入射ブロックとブリッジとを、ブリッジの散乱抑制部における入射ブロック寄りのエッジ位置をほぼ中心として一体に回動自在な構成とすれば、上記第１平面が回動後も同じ位置となる。したがって、受光面における最大強度（Ｉｍａｘ）を示すＸ線の照射位置、特に測定原点となるＸ線最大強度幅の中央位置のずれが、上記第２平面の移動のみに関連して生じる結果、当該位置ずれを補正不要なまでに抑制でき、作業性が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の実施形態に係るクラツキ型スリット装置の概要を示す平面構成図である。
同図に示すように、この実施形態に係るクラツキ型スリット装置は、入射ブロック１０、入射スリット１１、およびブリッジ１２を備えている。このうち、入射ブロック１０は、Ｘ線幅制限用の突き出し端部１０ａ，１０ｂを二箇所に有している。
【００１７】
入射スリット１１は板状に形成してあり、その端部（先端部）１１ａが入射ブロック１０と対向するように配置してある。この入射スリット１１は、入射ブロック１０と協同して入射Ｘ線の幅を制御する機能を有している。
ブリッジ１２はブロック形状をしており、その一側面が散乱抑制部１２ａとなっている。この散乱抑制部１２ａは、入射ブロック１０と入射スリット１１との間を通過してきたＸ線の散乱を抑制する機能を有している。この散乱抑制部１２ａは、上述した入射ブロック１０の突き出し端部１０ａ，１０ｂと同一平面ｃ上に位置決めしてある。
【００１８】
これら各構成要素は、真空室１３の内部に設けられている。真空室１３の内部は、図示しない真空吸引装置によって真空吸引され、真空雰囲気を形成する。真空室１３の一方の側壁には、図示しないＸ線源で発生したＸ線を入射させるＸ線入射窓１３ｂが設けてある。また、真空室１３の他方の側壁には、Ｘ線出射窓１３ａが設けてあり、このクラツキ型スリット装置により幅を制御されたＸ線は、このＸ線出射窓１３ａから放出される。なお、図中の１は、Ｘ線源で発生したＸ線の焦点位置を示している。
【００１９】
この実施形態に係るクラツキ型スリット装置は、上述した入射ブロック１０とブリッジ１２とを、支持台１４上に搭載してある。この支持台１４は、ブリッジ１２の散乱抑制部１２ａにおける入射ブロック寄りのエッジ位置Ｐをほぼ中心として、回動自在となっている。支持台１４には真空室１３の外部から操作できる駆動機構１５が連結してあり、この駆動機構１５により、支持台１４は外部から回動操作できるようになっている。
【００２０】
図２はこの実施形態に係るクラツキ型スリット装置の構造を示す平面断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図である。
図２に示すように、上記エッジ位置Ｐにはボールベアリング１６が配設してあり、支持台１４はこのボールベアリング１６に支持されて回動自在となっている。駆動機構１５は、マイクロメータヘッドに用いられる精密ねじ機構を利用した構造となっており、スリーブ１５ａが真空室１３の壁面に固定され、シンブル１５ｂの回転操作により、スピンドル１５ｃが軸方向に直線移動する。シンブル１５ｂは、真空室１３の外部に露出している（図２，図３参照）。
スピンドル１５ｃの先端は支持台１４に当接している。一方、支持台１４におけるスピンドル１５ｃの当接面と反対の面には、圧縮ばね１７が当接しており、この圧縮ばね１７とスピンドル１５ｃとにより、支持台１４の自由な回動が規制されている。
以上の構成により、支持台１４はスピンドル１５ｃの直線移動に伴いエッジ位置Ｐを略中心に回動する。
【００２１】
上述した構成のクラツキ型スリット装置は、小角散乱装置のＸ線発生部に組み込まれ、試料ホルダ２に装着した試料に対して、微小幅に制御したＸ線を照射することができる。
すなわち、Ｘ線源から出射してきたＸ線は、まず入射ブロック１０の突き出し部１０ａ，１０ｂと入射スリット１１の端部１１ａとで幅が制限される。さらに、ブリッジ１２の散乱抑制部１２ａにより、Ｘ線の散乱を抑制して試料ホルダ２に装着した試料へと照射される（図１参照）。
【００２２】
ここで、クラツキ型スリット装置を通過してきたＸ線は、入射スリット１１の端部１１ａおよびブリッジ１２の散乱抑制部１２ａを通る平面（第１平面）ａと、その第１平面ａに平行でかつ入射ブロック１０の突き出し端部１０ａに接する平面（第２平面）ｂとで囲まれた領域が最大強度（Ｉｍａｘ）を示す。小角散乱測定においては、このＸ線が最大強度を示す領域の幅（Ｘ線最大強度幅）の中央位置を測定原点（２θ＝０）におき、試料からの散乱Ｘ線の角度（２θ）と強度（Ｉ）とを検出する。
【００２３】
この実施形態に係るクラツキ型スリット装置では、Ｘ線最大強度幅を、駆動機構１５を操作することにより簡易且つ高精度に調整することができる。駆動機構１５の操作は、既述したとおり真空室１３の外部から行なえるので、Ｘ線最大強度幅の調整にあたり、真空室１３を開放しなくてすむ。
【００２４】
駆動機構１５を操作して支持台１４を、ブリッジ１２の散乱抑制部１２ａにおける入射ブロック寄りのエッジ位置Ｐをほぼ中心として回動させると、入射ブロック１０に形成した突き出し端部１０ａの位置が変動する。一方、入射スリット１１は固定したままなので、その端部１１ａの位置は変動しない。さらに、ブリッジ１２の散乱抑制部１２ａにおける入射ブロック寄りのエッジは、回動中心にあることからこのエッジの位置Ｐも変動しない。したがって、入射スリット１１の端部１１ａおよびブリッジ１２の散乱抑制部１２ａを通る第１平面ａは変動せず、入射ブロック１０の突き出し端部１０ａに接する第２平面ｂ′のみが変動することになる。
【００２５】
このようにしてＸ線最大強度幅（第１平面と第２平面との間の幅）を変化させることができる。このとき、第１平面ａは固定したままなので、Ｘ線最大強度幅を変化させても、測定原点（２θ＝０）であるＸ線最大強度幅の中央位置が大きくずれることはない。
【００２６】
すなわち、変更前のＸ線最大強度幅ｘの中央位置（ｘ／２）と、変更後のＸ線最大強度幅ｘ′の中央位置（ｘ′／２）とのずれは、（ｘ′−ｘ）／２となる。そして、小角散乱測定に用いるＸ線の最大強度幅（ｘ，ｘ′）は、もともと０．０５ｍｍ以下の微小幅であるため、受光面３や試料ホルダ２において、この程度のずれが生じても測定結果に影響はない。したがって、既述した従来のクラツキ型スリット装置のように、測定原点（２θ＝０）および試料ホルダ２の位置補正や、Ｘ線の光軸調整を行なう必要がなく、作業が容易となる。
【００２７】
なお、図１では、Ｘ線最大強度幅の変更前後の状態を明確に表現するため、入射ブロック１０およびブリッジ１２の回動量を大きく示しているが、実際の小角散乱測定において必要とされる当該回動量は、例えば、ブリッジ１２のエッジ位置Ｐと入射スリット１１との間の距離が約１４０ｍｍ、ブリッジ１２のエッジ位置Ｐと入射ブロック１０の突き出し端部１０ａとの間の距離が約７０ｍｍとして、１°以内の微小角度である。
【００２８】
また、上述した実施形態では、入射ブロック１０の二箇所に突き出し端部１０ａ，１０ｂを形成した構造を示したが、一箇所にのみ突き出し端部を有する入射ブロックを用いたクラツキ型スリット装置にも、この発明は同様に適用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、入射ブロックとブリッジとを一体に回動自在とするとともに、これら入射ブロックおよびブリッジを真空室の外部から回動操作する構成としたので、真空室を開放せずにＸ線最大強度幅を任意に調整でき、その調整作業を迅速かつ容易に行なうことができる。
またこの発明は、入射ブロックと前記ブリッジとを、ブリッジの散乱抑制部における入射ブロック寄りのエッジ位置をほぼ中心として一体に回動自在としたので、Ｘ線最大強度幅を調整するために必要な作業工数を減らし、作業の容易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態に係るクラツキ型スリット装置の概要を示す平面構成図である。
【図２】この発明の実施形態に係るクラツキ型スリット装置の構造を示す平面断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】従来のクラツキ型スリット装置の概要を示す平面構成図である。
【図５】従来のクラツキ型スリット装置の問題点を説明するための平面構成図である。
【符号の説明】
１：Ｘ線焦点２：試料ホルダ
３：受光面１０：入射ブロック
１０ａ，１０ｂ：突き出し端部
１１：入射スリット１１ａ：端部
１２：ブリッジ１２ａ：散乱抑制部
１３：真空室１４：支持台
１５：駆動機構１６：ボールベアリング
１７：圧縮ばね

Claims

Ｘ線幅制限用の突き出し端部を少なくとも一箇所に形成した入射ブロックと、Ｘ線幅制限用の端部を前記入射ブロックに対向させるとともに前記入射ブロックとの間に所要の間隔を設けて配置した入射スリットと、前記入射ブロックの突き出し端部と同一平面上に散乱抑制部が配置され、前記入射ブロックと入射スリットとの間を通過してきたＸ線の散乱を抑制するブリッジと、を真空室の内部に備え、
前記入射スリットの端部および前記ブリッジの散乱抑制部を通る平面と、該平面に平行でかつ前記入射ブロックの突き出し端部に接する平面と、で囲まれた隙間から通過するＸ線の強度が最大となるクラツキ型スリット装置であって、
前記入射ブロックと前記ブリッジとを一体に回動自在とするとともに、これら入射ブロックおよびブリッジを前記真空室の外部から回動操作する構成としたことを特徴とするクラツキ型スリット装置。
請求項１記載のクラツキ型スリット装置において、
前記入射ブロックと前記ブリッジとを、前記ブリッジの散乱抑制部における入射ブロック寄りのエッジ位置をほぼ中心として一体に回動自在としたことを特徴とするクラツキ型スリット装置。
請求項１または２記載のクラツキ型スリット装置において、
前記入射ブロックと前記ブリッジとを搭載して回動自在な支持手段と、該支持手段を回動させる駆動手段とを備えたことを特徴とするクラツキ型スリット装置。