JPH04215100A - Ｘ線回折装置のスリット制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線回折装置に用いら
れるＸ線幅調節用のスリットの幅を調節するためのスリ
ット制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＸ線回折装置においては、試料へ
のＸ線の入射角を変化させながら回折Ｘ線の強度が測定
され、その測定結果に基づいて試料の結晶構造が解析さ
れる。また、試料へ入射するＸ線の線幅は、Ｘ線源と試
料との間に配置された発散スリットによって決定される
。この場合、仮に、発散スリットによって決定されるＸ
線線幅が一定値に決められているとすると、試料へのＸ
線入射角度が変化した場合に、試料を照射するＸ線の面
積が変化してしまう。このように、試料に対するＸ線の
照射面積が変化すると、実質的に回折に寄与する試料の
結晶数が変化することになり、その結果、精度の高い測
定結果が得られなくなる。

【０００３】上記の問題点を解消するため、試料へのＸ
線入射角が変化するのに対応させて発散スリットのスリ
ット幅を変化させ、これにより、試料におけるＸ線照射
面積を常に一定の面積に維持しようとする技術が、既に
いくつか提案されている。例えば、特開平１−１７２７
４０号あるいは実開平１−１０２８５７号によれば、平
行四節リンク機構を用いてスリット片を開閉することに
よりスリット幅を制御する技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置においては、スリットを形成しているスリット
片を動かすために比較的大きなトルクが必要とされた。 従って、平行四節リンク機構を作動させるための駆動源
として出力トルクが高く、しかも精度の高い動作が可能
なものが要求されていた。例えば、特開平１−１７２７
４０号などに開示された駆動源について考えると、高ト
ルクの駆動用モータが必要であり、しかもウオームなど
を強度の高い材料で精密に作る必要があった。本発明は
従来装置における上記の問題点に鑑みてなされたもので
あって、駆動源の出力トルクが小さい場合でも確実にス
リット片を開閉することができ、しかも構造が極めて簡
単であるスリット制御装置を提供することを目的とする
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係るスリット制御装置においては、スリッ
ト片を駆動するための平行四節リンク機構が、固定ピン
を中心として回動可能であり互いに対向する一対の回動
リンクと、それらの回動リンクに回転自在に連結された
一対の平行移動リンクとによって構成されており、さら
にそれらの平行移動リンクは、上記回動リンクの回動に
対応して、Ｘ線経路に対して近づき、あるいは遠ざかる
方向に進退移動する。また、上記一対のスリット片は上
記の各平行移動リンクの進退方向に対して直交する方向
に延びるように、各平行移動リンクに固定されることに
よって上記のスリットが形成されており、そして少なく
とも１つの平行移動リンクをＸ線経路へ向けて直進移動
するように押圧する直進駆動手段と、上記少なくとも１
つの平行移動リンクを直進駆動手段へ押し付けるように
付勢する弾性手段とを有することを特徴としている。

【０００６】

【作用】スリットを形成している一対のスリット片は、
平行移動リンクに対して直角に、従って回動リンクの長
手方向に延びている。その結果、回動リンクの回動中心
から平行移動リンクまでの長さが比較的長くなる。それ
故、スリット片を開閉するにあたって、平行移動リンク
を直進駆動させてそれらを平行移動（Ｘ線経路に対する
進退移動）させるように構成しておけば、小さなトルク
で確実にスリット片を開閉移動させることが可能となる
。

【０００７】

【実施例】本発明に係るスリット制御装置について説明
するのに先立って、まず、そのスリット制御装置が用い
られるＸ線回折装置について簡単に説明しておくことに
する。

【０００８】図３は、そのＸ線回折装置の一例の概略を
示している。同図において、Ｘ線源１から放射されたＸ
線は、発散スリット２によって水平面内の発散角が制限
された後、試料３に入射する。試料３に入射したＸ線は
そこで回折し、さらに散乱防止スリット４および受光ス
リット５を通過してＸ線検出器６に入射し、そのＸ線検
出器６によってＸ線強度が測定される。上記散乱防止ス
リット４は、回折Ｘ線以外の散乱Ｘ線の通過を防止する
ものである。また、受光スリット５は、回折Ｘ線の集束
点に配置されていて、測定すべき特性Ｘ線のみを通過さ
せるためのものである。

【０００９】試料３は、紙面垂直方向に延びるように配
置された円柱状の試料台７の上に装着されている。上記
のＸ線強度測定の間試料３は、試料３の回折面の中心に
おいて紙面垂直方向に延びる軸線ωを中心として、微少
回転速度で回転する。以下、この回転を試料のθ回転と
いう。試料台７と同軸に配設された回転台８にはカウン
タアーム９が固定されており、そのカウンタアーム９上
に上記の散乱防止スリット４、受光スリット５およびＸ
線検出器６が固定して配置されている。回転台８、従っ
てカウンタアーム９は、試料回転軸ωを中心として試料
３のθ回転の２倍の回転速度で試料３と同じ方向へ走査
回転する。以下、この回転をカウンタアーム９の２θ回
転という。

【００１０】試料３がθ回転する際、発散スリット２の
スリット幅が一定不変に設定されていると、試料３を照
射するＸ線の照射面積がθ回転に対応して変化してしま
う。Ｘ線照射面積の変動は、測定結果に悪影響を及ぼす
ので、防止する必要がある。そのため、発散スリット２
に付設したスリット制御装置１０によって発散スリット
２のスリット幅を試料３のθ回転に応じて変化させる。

【００１１】一方、試料３がθ回転する際、試料３で回
折した回折Ｘ線の幅も変化する。よって、精度の高い測
定結果を得るためには、散乱防止スリット４および受光
スリット５のスリット幅も、試料３のθ回転に従って変
化させる必要がある。そのため、両スリット４および５
にもスリット制御装置１０が付設されている。

【００１２】以下、スリット制御装置１０について詳細
に説明する。各スリット２，４，５に付設されるスリッ
ト制御装置１０はいずれも同一構成であるので、ここで
は発散スリット２に付設されるものを例にあげて説明す
る。図１は、図３において矢印Ｉ方向から発散スリット
２およびスリット制御装置１０を見た場合を示している
。発散スリット２は、互いに対向する一対のスリット片
１１ａおよび１１ｂによって構成されている。これらの
スリット片によってスリットＬが形成されており、Ｘ線
経路Ｑ（図３参照）はそのスリットＬ内に設定される。

【００１３】スリット制御装置１０は、Ｘ線回折装置の
機枠に固定されていて位置不変なベース１２と、そのベ
ース１２上に設けられた２つのピン１３，１３と、それ
らのピン１３に回転自在に取り付けられた２本の回動リ
ンク１４，１４と、それらの回動リンク１４の両端に回
転自在に連結された２本の平行移動リンク１５，１５と
を有している。回動リンク１４および平行移動リンク１
５は平行四節リンク機構を構成しており、２本の平行移
動リンク１５のそれぞれには、発散スリット２のスリッ
ト片１１ａおよび１１ｂがそれぞれ１つづつ固定されて
いる。この場合、各スリット片１１ａ，１１ｂは、平行
移動リンク１５と直交する方向、すなわち回動リンク１
４の長手方向に延びている。

【００１４】回動リンク１４，１４がピン１３を中心と
して図の正時計方向へ回動すると、それらに連結された
上側平行移動リンク１５ａはＸ線経路Ｑへ近づく方向へ
、そして下側平行移動リンク１５ｂはＸ線経路Ｑから離
れる方向へ平行直進移動する。これにより、スリットＬ
の幅は狭められる。回動リンク１４，１４が図の反時計
方向へ回動すると、各平行移動リンク１５ａ，１５ｂが
上記の場合と逆方向に動き、スリットＬの幅が広くなる
。

【００１５】下側平行移動リンク１５ｂの左側には、各
リンク１４および１５を駆動するための直進駆動装置１
６が配設されている。この直進駆動装置１６は、制御装
置１７から送られてくるパルス信号Ｓに基づいて回転移
動軸１８を軸回転（φ）させるパルスモータ部２６と、
回転移動軸１８の軸回転（φ）を図の左右方向の直進運
動に変換する動力変換装置１９とを有している。この構
成により、制御装置１７から適宜の数のパルス信号Ｓが
送られると、回転移動軸１８は、軸回転（φ）しながら
、それと同時に図の左右方向へ直進移動する。

【００１６】回転移動軸１８の右側先端は、下側平行移
動リンク１５ｂの左端に当接している。また、下側平行
移動リンク１５ｂとベース１２の下端との間に張設した
引張バネ２０により、下側平行移動リンク１５ｂは常に
一定圧力下で回転移動軸１８の右端に押し付けられてい
る。回転移動軸１８の左端部には、移動片２１が固定し
て取り付けられている。この移動片２１は、図２に示す
ように、概ね細長い長方形状をしており、回転移動軸１
８の軸回転（φ）に従って矢印Ｂ−Ｂのように回動し、
それと同時に回転移動軸１８の軸方向直進移動（図１の
左右方向）に従って図１の矢印Ａのように左右方向にも
移動する。図１において、移動片２１の先端、すなわち
係合端２１ａの両側には、互いに適宜の間隔をおいて２
つのストッパ２２および２３が位置固定状態で設けられ
ている。移動片係合端２１ａは両方のストッパ２２，２
３に係合、すなわちぶつかることができるようになって
おり、両者がそのように係合した場合には、ストッパ２
２あるいは２３によって移動片２１の回転、従って回転
移動軸１８の軸回転（φ）が阻止される。

【００１７】移動片係合端２１ａが左側のストッパ、す
なわちスリット閉側ストッパ２２に係合して回転移動軸
１８の軸回転（φ）が止まった場合には、回転移動軸１
８が最も左側の位置に来る。よって、バネ２０のバネ力
により、スリット片１１ａおよび１１ｂが最も近づいて
スリットＬが最小幅に閉じる。他方、移動片係合端２１
ａが右側のストッパ、すなわちスリット開側ストッパ２
３に係合して回転移動軸１８が最も右側の位置に来て停
止した場合には、スリットＬが最大幅に開く。

【００１８】図１において、移動片係合端２１ａの左側
に検知端２１ｂが形成されている。この検知端２１ｂは
、移動片係合端２１ａがスリット閉側ストッパ２２にぶ
つかって移動片２１の左右方向の移動が止まった時、セ
ンサ２４によって検知される。センサ２４によるその検
知信号は、制御装置１７へ送られる。

【００１９】ストッパ２２に移動片係合端２１ａをぶつ
けることによって機械的に移動片２１の回転、従って回
転移動軸１８の直進移動を停止させるのではなく、セン
サ２４によって移動片検知端２１ｂを検知した時に、パ
ルスモータ２６を停止させて回転移動軸１８の移動を止
めるようにすることもできる。

【００２０】以下、上記構成より成るスリット制御装置
の作用について説明する。制御装置１７は、まず、回転
移動軸１８を軸回転（φ）させてその回転移動軸１８を
図の左方向へ移動させる。回転移動軸１８の軸回転（φ
）に伴って、移動片２１は回転移動軸１８を中心として
回転（図２のＢ−Ｂ回転）しながら図１の左方向へ移動
し、その係合端２１ａがスリット閉側ストッパ２２に係
合した時点で回転移動軸１８の直進移動が止まる。 この間、バネ２０のバネ力により下側平行移動リンク１
５ｂが図の左方へ平行移動し、一方、上側平行移動リン
ク１５ａが図の右方へ平行移動する。その結果、スリッ
ト片１１ａおよび１１ｂの間に形成されるスリットＬの
幅は最小値となる。この時、移動片検知端２１ｂがセン
サ２４によって検知され、制御装置１７はその位置をス
リットＬのゼロ位置と設定する。

【００２１】図１において、Ｘ線回折測定が行われる間
、試料台７上の試料３が試料駆動装置２５によってθ回
転される。この時、制御装置１７は試料３のθ回転に対
応したパルス信号Ｓを直進駆動装置１６内のパルスモー
タ部２６へ送り込む。これにより回転移動軸１８が、送
られてきたパルス数に応じた角度だけ回転し、そしてそ
の回転角度に応じた距離だけ図の右方向へ直進移動する
。これにより、下側平行移動リンク１５ｂがＸ線経路Ｑ
方向へ、一方、上側平行移動リンク１５ａがそれと反対
方向へ直進平行移動し、スリットＬの幅が広められ、試
料３へのＸ線照射面積が一定に保持される。

【００２２】移動片係合端２１ａがスリット開側ストッ
パ２３に係合するまで回転移動軸１８が右方向へ進行す
ると、係合端２１ａとストッパ２３との係合により回転
移動軸１８の回転、従って右方向への進行が阻止される
。この時のスリットＬの幅が許容最大幅である。

【００２３】図４は、本発明に係るスリット制御装置の
他の実施例を示している。この実施例が、図１に示した
第１の実施例と異なる点は、直進駆動装置１６に代えて
別の直進駆動装置３６を用いていることである。この直
進駆動装置３６によって駆動されるリンク機構１４，１
５についての構造は図１のものと全く同じであるので、
それらのリンク機構などの説明は省略する。

【００２４】直進駆動装置３６は、下側平行移動リンク
１５ｂの左端に当接すると共に矢印Ａ方向へ往復直進移
動可能な直進移動軸３８と、その直進移動軸３８の左端
に固定された方形平板状の被圧板３１と、パルスモータ
３２によって駆動されて軸３３を中心として矢印Ｃ−Ｃ
′のように往復回転する回転駆動板３４とを有している
。回転駆動板３４の上面の最外周部の一つの位置には、
回転駆動体としてのローラ３５が回転自在に設けられて
おり、このローラ３５が被圧板３１の左側に、ばね２０
のばね力の下に当接している。パルスモータ３２は、図
３における試料３の回転速度θと同じ角速度θで回転板
３４を回転駆動するようになっている。

【００２５】この実施例は以上のように構成されている
ので、回転駆動板３４上に設けられたローラ３５は、図
に実線で示すゼロ位置状態を基準として、角速度θで回
転移動する。ローラ３５が角速度θで回転移動する場合
、そのローラ３５によって押圧される被圧板３１は、Ｗ
＝ｓｉｎθの速度で直進移動し、その結果、上下平行リ
ンク１５ａ，１５ｂに支持されたスリット片１１ａおよ
び１１ｂが、ｓｉｎθの速度で間隔変化する。すなわち
、スリットＬがｓｉｎθの速度で間隔変化する。

【００２６】図３で説明したように、試料３がθの角速
度で回転することを考えれば、本実施例においてスリッ
トＬがｓｉｎθの速度で間隔変化するということは、試
料３へのＸ線入射角度が変化する場合にも、試料３に関
するＸ線照射面積を非常に精度良く一定に保持できると
いうことである。なお、図４に示した実施例では、回転
駆動板３４を駆動する方式として、パルスモータ３４に
よる、いわゆるダイレクトドライブ方式を採用したが、
これに代えてウオームとウオームホイールによる回転駆
動機構あるいはその他任意の駆動機構を採用することも
できる。

【００２７】以上、好ましい実施例をあげて本発明を説
明したが、本発明はその実施例に限定されるものではな
い。例えば、直進駆動手段は図１に示したパルス信号駆
動による駆動手段、あるいは図４に示した回転駆動板３
４を用いたｓｉｎθ送り機構に限らず、他の任意の直進
駆動機構を採用できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、スリット片を平行移動
リンクと直交する方向に延びるように取り付け、さらに
、平行四節リンク機構を作動させるために、平行移動リ
ンクを直進駆動させるようにしたので、平行四節リンク
機構の駆動源として出力トルクの小さなものを使うこと
ができて経済的である。また、バネなどの弾性手段を用
いて平行移動リンクを常に直進駆動手段へ押し付けてい
るので、スリット片の振動を低く抑えて、精度の高いス
リット開閉制御をすることもできる。また、平行移動リ
ンクの駆動源として出力トルクの小さいものが使用可能
であるため、請求項２に記載の装置のようにスリットの
最小幅と最大幅を規制するためのストッパ機構を容易に
その駆動源に付設することもできる。これにより、スリ
ット片、リンク機構などの可動部分には一切ストッパ機
構が不要となり、より一層構造を簡単にすることができ
るようになった。さらに、請求項３に記載の装置のよう
に、試料へのＸ線入射角度の変化速度θと等しい角速度
θで回転する回転駆動体（ローラ３５）によってリンク
機構を直進駆動させるようにしておけば、より一層正確
に試料に対するＸ線照射面積を一定に保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスリット制御装置の一実施例を示
す側面図である。

【図２】図１の矢印ＩＩに従った側面図である。

【図３】上記スリット制御装置が用いられるＸ線回折装
置の一例を示す平面概略図である。

【図４】本発明に係るスリット制御装置の他の実施例を
示す側面図である。

【符号の説明】

３　　試料　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１１ａ，１１ｂ　　スリット片 １０　　スリット制御装置　　　　　　　　　　　　　
　　　１４　　回動リンク １５　　平行移動リンク　　　　　　　　　　　　　　
　　　　１３　　固定ピン １６　　直進駆動装置　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２０　　引張バネ １８　　回転移動軸　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２１　　移動片２２，２３　　ストッパ　
　　　　　　　　　　　　　　　　　３８　　直進移動
軸 ３５　　ローラ（回転駆動体）　　　　　　　　　　　
　３４　　回転駆動板 ３２　　パルスモータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　試料に入射するＸ線の入射角度を角速
   度θで変化させながら、試料で回折するＸ線の強度を測
   定するＸ線回折装置に用いられるスリット制御装置であ
   って、スリットを形成する一対のスリット片を平行四節
   リンク機構によって駆動するようにしたスリット制御装
   置において、上記平行四節リンク機構は、固定ピンを中
   心として回動可能であり互いに対向する一対の回動リン
   クと、それらの回動リンクに回転自在に連結された一対
   の平行移動リンクとによって構成されており、それらの
   平行移動リンクは、上記回動リンクの回動に対応して、
   Ｘ線経路に対して近づき、あるいは遠ざかる方向に進退
   移動し、上記一対のスリット片は上記の各平行移動リン
   クの進退方向に対して直交する方向に延びるように各平
   行移動リンクに固定されることによって上記のスリット
   が形成されており、少なくとも１つの平行移動リンクを
   Ｘ線経路へ向けて直進移動するように押圧する直進駆動
   手段と、上記少なくとも１つの平行移動リンクを直進駆
   動手段へ押し付け付勢する弾性手段とを有することを特
   徴とするスリット制御装置。
2. 【請求項２】　　上記直進駆動手段は、電気的パルス信
   号に応じて軸回転し、しかも同時に上記少なくとも１つ
   の平行移動リンクを押圧するために直進移動する回転移
   動軸と、その回転移動軸に固定して取り付けられる移動
   片と、その移動片と係合可能であって上記回転移動軸の
   直進移動方向に沿って適宜の間隔をおいて配置されたス
   リット閉側ストッパ部材およびスリット開側ストッパ部
   材とを有することを特徴とする請求項１記載のスリット
   制御装置。
3. 【請求項３】　　上記直進駆動手段は、少なくとも１つ
   の平行移動リンクを押圧するために直進移動する直進移
   動軸と、回転移動することによって直進移動軸を直進移
   動させる回転駆動体とを有しており、上記回転駆動体の
   回転速度は、試料へのＸ線の入射角度の変化速度θと等
   しく設定されていることを特徴とする請求項１記載のス
   リット制御装置。