JPH0765759A - ライン／ポイントフォーカスを選択して取り出し可能な横型ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 横型Ｘ線発生装置に関してＸ線管３の左右両
側の一方にポイントフォーカス利用機器を設置すると
き、そのポイントフォーカス利用機器をＸ線管３の左右
両側のどちら側であっても、そのＸ線管３にできるだけ
近接して設置できるようにする。 【構成】 Ｘ線管壁３ａ〜３ｄの内部に、フィラメント
を備えた電子銃３１と円盤状ターゲット３０とを対向配
置する。電子銃３１とターゲット３０とは互いに水平方
向内で対向し、これにより横型Ｘ線発生装置が構成され
る。このＸ線発生装置では、ターゲット３０を回転駆動
するためのダイレクトモータがターゲット本体部３２内
に格納され、左側面管壁３ａ、右側面管壁３ｂ及び上面
管壁３ｄの３カ所に丸穴３８を設け、いずれか１つの穴
３８を選択してそこにターゲット本体部３２を固着し、
残りの２個は蓋３９によって密閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィラメントから放出
された電子をターゲットに衝突させてそのターゲットか
らＸ線を放射するＸ線発生装置に関する。特に、フィラ
メント及びターゲットの配置位置を変化させることによ
ってラインフォーカス及びポイントフォーカスの両フォ
ーカスを選択的に取り出すことができるＸ線発生装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線発生装置をＸ線源とするＸ線装置に
は、広角ゴニオメータ、小角散乱装置、微小部Ｘ線回折
装置、Ｘ線カメラ等といった目的に応じた多種類の機器
が含まれる。広角ゴニオメータというのは、試料にＸ線
を照射し、試料で回折する回折Ｘ線の強度を広い範囲の
回折角（２θ）に関して測定する装置である。小角散乱
装置というのは、試料にＸ線を照射し、回折角（２θ）
の小角領域に発生する散乱Ｘ線の状態を観察する装置で
ある。微小部Ｘ線回折装置というのは、微小試料又は試
料の微小領域に微小断面のＸ線ビームを照射してその微
小試料等に関する回折Ｘ線情報を採取する装置である。
そして、Ｘ線カメラというのは、試料にＸ線を照射し、
その試料で反射又は透過する回折Ｘ線をＸ線フイルム上
に露光してそのＸ線フイルム上に回折像を作像する装置
である。

【０００３】通常、広角ゴニオメータや、小角散乱装置
においてはＸ線源としてラインフォーカスのＸ線が用い
られる。一方、微小部Ｘ線回折装置や、Ｘ線カメラにお
いてはポイントフォーカスのＸ線が用いられる。

【０００４】Ｘ線発生装置に関しては、フィラメントと
ターゲットとが互いに水平方向内で対向する形式の、い
わゆる横型Ｘ線発生装置や、フィラメントとターゲット
とが互いに垂直方向内で対向する形式の、いわゆる縦型
Ｘ線発生装置等といった幾つかの種類が考えられる。こ
れらいずれの形式のＸ線発生装置においても、フィラメ
ントとターゲットとの相対的な配置位置を変化させるこ
とにより、ポイトフォーカス及びラインフォーカスの２
種類のフォーカスのＸ線を選択的に取り出すことができ
る。

【０００５】特に、横型Ｘ線発生装置においては、フィ
ラメント及びターゲットを気密に包囲するＸ線管壁の上
面位置及び正面から見て左側面位置の２カ所にターゲッ
ト装着用の穴を設け、ラインフォーカスののＸ線を取り
出したい場合には、Ｘ線管の上面管壁にターゲットを装
着し、同時に垂直配置のフィラメントをそのターゲット
に対向させて配置する。一方、ポイントフォーカスのＸ
線を取り出したい場合には、Ｘ線管の左側面管壁にター
ゲットを装着し、同時に水平配置のフィラメントをその
ターゲットに対向させて配置する。

【０００６】ところでターゲット、特に回転ターゲット
に関しては、そのターゲットを回転駆動するための回転
駆動装置や、ターゲットの内部に冷却水を通水するため
の通水装置等がそのターゲットに付設されて１つのユニ
ットとしてのターゲット組立体を構成する。上記のよう
にポイントフォーカスを取り出すためにターゲットをＸ
線管の左側面管壁に装着する場合は、回転駆動装置や通
水装置を格納したターゲット本体部分がＸ線管の左方へ
大きく突出し、そのためＸ線管の左側方位置にポイント
フォーカス利用機器、例えば微小部Ｘ線回折装置を設置
する場合は、ターゲット本体部分を避けるためにポイン
トフォーカス利用機器をＸ線管から遠く離して設置しな
ければならない。Ｘ線強度は距離の２乗に反比例して減
少するので、特に高強度を要求される微小部Ｘ線回折装
置をＸ線管の左側に設置する場合には、その微小部Ｘ線
回折装置をＸ線管から遠く離して設置することにより、
Ｘ線強度が弱くなって測定結果の信頼性が低下するおそ
れがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解消するためになされたものであって、横型Ｘ線発
生装置においてＸ線管の左右両側にＸ線装置を設置する
場合、特にそれらのＸ線装置の少なくとも一方がポイン
トフォーカス利用Ｘ線装置であるときに、そのポイント
フォーカス利用Ｘ線装置をＸ線管の左右両側のどちら側
であっても、そのＸ線管にできるだけ近接して設置でき
るようにすることを目的とする。

【０００８】

【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Ｘ線発生装置は、Ｘ線管壁内に配置さ
れたフィラメント及びターゲットを有し、フィラメント
及びターゲットの配置位置を変化させることによってラ
インフォーカス及びポイントフォーカスの両フォーカス
を取り出すことができ、そしてフィラメントとターゲッ
トとは互いに水平方向内で対向する横型Ｘ線発生装置に
おいて、ターゲットを回転駆動するための回転駆動装置
がそのターゲットと一体になっており、そしてフィラメ
ントに関してＸ線管壁の左右両方の位置及び上下いずれ
か一方の位置の３カ所に、ターゲットを固着するための
装着用穴を設けたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】ターゲットは、上記３カ所の装着用穴のうちの
いずれか１カ所に装着され、残りの２カ所は蓋によって
気密に閉じられる。ラインフォーカスのＸ線を取り出す
場合は、Ｘ線管壁の上下いずれか一方の取付穴にターゲ
ットが装着される。一方、ポイントフォーカスのＸ線を
取り出す場合は、Ｘ線管壁の左右両方の取付穴のうちの
いずれか一方にターゲットが装着される。ポイントフォ
ーカスのＸ線を必要とするＸ線装置がＸ線管の左右両側
に設置される場合は、ターゲットが突出してもスペース
的に支障のないＸ線装置側にターゲットが取り付けられ
る。例えば、スペース的に余裕のあるＸ線装置がＸ線管
の左側に設置される場合は、そのＸ線装置側すなわちＸ
線管壁の左側の取付穴にターゲットを取り付ける。これ
により、Ｘ線管の右側のＸ線装置側にはターゲットが飛
び出すことがなく、よってその右側Ｘ線装置をできるだ
けＸ線管に近づけて設置できる。従って、可能な限り強
度の強いＸ線をその右側Ｘ線装置へ導くことができる。

【００１０】

【実施例】図３は、本発明に係るＸ線発生装置、特にタ
ーゲットとフィラメントとが水平方向内で対向する形式
の横型Ｘ線発生装置の一実施例を示している。このＸ線
発生装置は、テーブル１を備えた筐体２と、筐体２の内
部からテーブル１の上方へ突出するＸ線管３とを有して
いる。筐体２の内部には、Ｘ線管３の内部に配置される
フィラメント、ターゲット、ウエネルト等に電力を供給
するための電源その他の機器が格納される。

【００１１】Ｘ線管３の左右両壁３ａ，３ｂにはベリリ
ウム等によって形成されたＸ線取出し用の窓４が設けら
れ、Ｘ線管３の内部で発生したＸ線がそれらの窓４から
外部へ取り出される。Ｘ線管３の左右両側のテーブル１
の上に鎖線で示すＸ線装置５ａ及び５ｂが設置され、Ｘ
線取出し用窓４から取り出されたＸ線ＲL 及びＲW がそ
れらのＸ線装置５ａ，５ｂのためのＸ線源として作用す
る。本実施例では、Ｘ線管３の右側に設置されるＸ線装
置５ｂとして、いわゆる広角ゴニオメータを考え、その
左側に設置されるＸ線装置５ａとして、いわゆる微小部
Ｘ線回折装置を考えることにする。

【００１２】広角ゴニオメータというのは、例えば図６
に示すように、直方体形状のゴニオベース６と、そのゴ
ニオベース６の上に配置されたθ回転台７と、θ回転台
７と同軸な２θ回転台８と、そしてスリットスタンド９
に着脱可能に固定された発散スリット１０とを有してい
る。θ回転台７には、試料、特に粉末試料１２が詰め込
まれた長方形状の試料ホルダ１１が着脱可能に装着され
ている。２θ回転台８には、半径方向に延びる検出器ホ
ルダ１３が固着され、その検出器ホルダ１３の上に受光
スリット１４及びＸ線カウンタ１５が固定設置されてい
る。

【００１３】この広角ゴニオメータにおいては、Ｘ線管
３（図３）から放射されたＸ線ＲW（通常はラインフォ
ーカスのＸ線）が発散スリット１０によって水平方向の
発散角が制限され、制限されたそのＸ線が試料１２に入
射する。試料１２はθ回転台７と共に試料軸ωを中心と
して一定角度で回転、すなわちθ回転し、このθ回転の
際に試料１２の結晶格子面と入射Ｘ線との間で周知のブ
ラッグ条件が満足されたときにＸ線回折が生じる。検出
器アーム１３は２θ回転台８と共に試料軸ωを中心とし
てθ回転の２倍の角速度で同一方向へ回転、すなわち２
θ回転する。試料１２で回折した上記の回折Ｘ線は、検
出器アーム１３と共に２θ回転する受光スリット１４に
集中してそこを通過し、さらにＸ線カウンタ１５に取り
込まれてカウントされる。以上の操作により、縦軸に回
折Ｘ線強度を取り、横軸に回折角度２θをとった座標軸
上に周知の回折Ｘ線図形が求められる。

【００１４】図３においてＸ線管３の左側に設置される
微小部Ｘ線回折装置５ａは、例えば図７に示すように、
ベース１６の上に固定されたＰＳＰＣ（Position Sensi
tiveproportional counter：位置敏感型Ｘ線検出器）１
７と、スタンド１８によって支持された回転駆動系１９
と、コリメータ２０と、そして顕微鏡２１とを有してい
る。ＰＳＰＣ１７は、細長い形状のＸ線取り込み用窓２
９を備えている。

【００１５】回転駆動系１９は、スタンド１８によって
ω軸線を中心として回転可能に支持されたω軸アーム２
２と、ω軸アーム２２の先端に支持されていてχ（カ
イ）軸線を中心として回転可能なχ軸アーム２３と、χ
軸アーム２３の先端に支持されていてφ軸線を中心とし
て回転可能なφ軸アーム２４とを有している。ω軸線、
χ軸線及びφ軸線は互いに１点で直交するようになって
おり、測定対象である試料２５は、それら３軸の交点位
置に配置される。ω軸アーム２２、χ軸アーム２３及び
φ軸アーム２４は、それぞれ、ω軸モータ２６、χ軸モ
ータ２７及びφ軸モータ２８によって駆動されて各軸の
まわりに回転する。これらの各アームの回転により、試
料２５は各軸線ω、χ、φの交点においてそれらの軸線
を中心として自由に回転し、その結果、コリメータ２０
から出射する微小断面径のＸ線ビームの照射位置に試料
２５の任意の微小領域を持ち運ぶことができる。

【００１６】この微小部Ｘ線回折装置５ａにおいては、
Ｘ線管３（図３）から放射されたＸ線ＲL （通常はポイ
ントフォーカスのＸ線）がコリメータ２０によって微小
断面径の平行ビームに成形された後に試料２５の微小領
域に入射する。この入射Ｘ線と試料２５の結晶格子面と
の間でブラッグ条件が満足されると、Ｘ線の回折が生
じ、その回折Ｘ線が窓２９を通してＰＳＰＣ１７の内部
へ取り込まれる。ＰＳＰＣ１７は、取り込んだＸ線の強
度及び回折角度２θの両方を同時に測定する。

【００１７】図３に示したＸ線管３は内部が気密に密閉
されており、その内部には図１に示すように、円筒形状
のターゲット３０と、そのターゲット３０と水平方向に
対向する電子銃３１とを有している。ターゲット３０は
本体部分３２の下端に回転可能に支持されており、その
本体部分３２の中には、ターゲット３０を回転駆動する
ための回転駆動装置、例えばダイレクトモータ及びター
ゲット３０の内部に冷却水を通水する通水装置が内蔵さ
れている。

【００１８】電子銃３１は、図４に示すように、直方体
形状のケース３３内に配置されたフィラメント３４と、
そのフィラメント３４を取り囲むウエネルト３５とを有
している。フィラメント３４の両端はケース３３の外部
に突出する電極端子３６に接続されている。フィラメン
ト３４は、図４に示すように水平方向に延びる場合と、
図５に示すように垂直方向に延びる場合の２種類が用意
される。図１において、Ｘ線管３の背面管壁３ｃの下部
に高電圧導入端子３７が固定され、その端子３７を介し
て高電圧の管電圧がターゲット３０とフィラメント３４
（図４）との間に印加され、高電流がフィラメント３４
に通電され、さらにウエネルト３５（図４）とフィラメ
ント３４との間にバイアス電圧が印加される。

【００１９】Ｘ線管３を構成する左側面管壁３ａ、上面
管壁３ｄ及び右側面管壁３ｂには、それぞれ１つづ、合
計３個のターゲット装着用の丸穴３８が設けられてい
る。ターゲット３０及び本体部分３２から成るターゲッ
ト組立体はこれらの穴３８のうちの１つに装着され、残
りの２個の穴３８は蓋３９によって気密に閉じられる。
Ｘ線管３の底面管壁にはターボ分子ポンプ４０が固定さ
れ、このターボ分子ポンプ４０及び別途設けられるロー
タリーポンプ（図示せず）によってＸ線管３内が真空に
排気される。

【００２０】以下、上記構成より成るＸ線発生装置につ
いてその動作を説明する。

【００２１】（ラインフォーカスのＸ線の取り出し時） 図３において、Ｘ線管３の左側に設置された微小部Ｘ線
回折装置５ａを非稼働に、そして右側に設置された広角
ゴニオメータ５ｂを稼働する場合には、Ｘ線管３からラ
インフォーカスのＸ線を取り出す。この場合には、図１
に示すように、Ｘ線管３を構成する上面管壁３ｄの装着
用穴３８にターゲット本体部３２を固定し、そして電子
銃として図５に示すようなフィラメント３４が垂直配置
のものを使用する。

【００２２】この構成において、フィラメント３４が通
電してそこから電子が放出され、そして、ウエネルト３
５とフィラメント３４との間に印加されたバイアス電圧
によって電子の進行方向を制御しながらターゲット３０
の外周表面に衝突させる。このとき、ターゲット３０に
衝突する電子は上下方向に長い焦点ｆ１を形成する。こ
の焦点ｆ１から発生するＸ線がＸ線取出し用窓４からラ
インフォーカスのＸ線ＲW としてＸ線管３の右側外部へ
取り出され、そして広角ゴニオメータ（図６）のための
Ｘ線源として用いられる。

【００２３】すなわち、図８に示すように、取り出され
たラインフォーカスのＸ線ＲW が発散スリット１０を通
して試料１２に照射され、その試料１２で回折したＸ線
が受光スリット１４を通してＸ線カウンタ１５によって
検出され、回折角度２θに関する回折Ｘ線情報が検出さ
れる。

【００２４】（ポイントフォーカスのＸ線の取り出し
時） 図３において、Ｘ線管３の右側に設置された広角ゴニオ
メータ５ｂを非稼働に、そして左側に設置された微小部
Ｘ線回折装置５ａを稼働する場合には、Ｘ線管３からポ
イントフォーカスのＸ線を取り出す。この場合には、図
２に示すように、Ｘ線管３を構成する右側面管壁３ｂの
装着用穴３８にターゲット本体部３２を固定し、そして
電子銃３１として図４に示すようなフィラメント３４が
水平配置のものを使用する。

【００２５】この場合は、ターゲット３０に衝突する電
子は水平方向に長い焦点ｆ２を形成し、この焦点ｆ２か
ら発生するＸ線がＸ線取出し用窓４からポイントフォー
カスのＸ線ＲL としてＸ線管３の左側外部へ取り出さ
れ、そして微小部Ｘ線回折装置（図７）のためのＸ線源
として用いられる。

【００２６】なお、この測定時には図９に示すように、
広角ゴニオメータ５ｂの発散スリット１０がスリットス
タンド９から取り外される。これにより、ターゲット３
０及び本体部３２から成るターゲット組立体がＸ線管３
の右側面管壁３ｂに固定される場合でも、ターゲット本
体部３２と発散スリット１０とが干渉、すなわちぶつか
りあうことが防止される。広角ゴニオメータ５ｂは使用
に先立って、光軸調整等といった初期調整が必要であ
り、一旦その調整が完了した後は、装置全体を動かすこ
とは好ましくない。本実施例では、ターゲット組立体を
Ｘ線管３の上面管壁３ｄから右側面管壁３ｂへ付け替え
る際、広角ゴニオメータ５ｂの全体はそのままにしてお
いて、発散スリット１０のみをゴニオメータから取り外
すように構成してあるので、広角ゴニオメータによる測
定を再開する際には発散スリット１０を再び装着するだ
けで良く、初期調整を繰り返して行う必要はない。

【００２７】また、ターゲット組立体３０，３２を右側
面管壁３ｂに固定したことにより、Ｘ線管３の左側には
突出する部分が存在しない。従って、Ｘ線管３の左側に
設置される微小部Ｘ線回折装置５ａを可能な限りＸ線管
３に近づけることができ、よって強度の強いポイントフ
ォーカスのＸ線ビームを微小部Ｘ線回折装置５ａへ導く
ことができる。このため、Ｓ／Ｎ比が高く信頼性の高い
Ｘ線回折測定を行うことができる。

【００２８】これに対し、従来の横型Ｘ線発生装置で
は、ターゲット組立体を固定するための取付け用穴がＸ
線管壁の上面及び左側面の２カ所にしか設けられていな
かったので、ポイントフォーカスのＸ線を取りだそうと
する場合には、微小部Ｘ線回折装置５ａが設置されてい
る領域であるＸ線管３の左側にターゲット組立体が突出
する。よって、微小部Ｘ線回折装置５ａをＸ線管３の近
くに設置することができなかった。このため、微小部Ｘ
線回折装置には強度の弱いポイントフォーカスしか導く
ことができなかった。

【００２９】ターゲット取り付け用の装着穴を２個しか
有しない従来の横型Ｘ線発生装置においてポイントフォ
ーカスのＸ線を取り出す場合、すなわちターゲット組立
体をＸ線管の側面管壁に装着する場合、微小部Ｘ線回折
装置のようなポイントフォーカス利用機器をターゲット
が装着された面の反対面側に設置すれば何等の問題もな
いとも考えられる。しかしながらこの従来装置の場合
は、ポイントフォーカス利用機器の配設位置が、Ｘ線管
の左右いずれか一方、特にターゲット組立体が突出しな
い方に限定されてしまうので、使い勝手が悪かった。本
実施例によれば、ターゲット組立体を固定する位置をＸ
線管の左右両壁の間で適宜に選択することにより、ポイ
ントフォーカス利用機器を要求に応じてＸ線管の左右い
ずれの位置にも設置することができる。

【００３０】以上、１つの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ことなく、請
求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改変可能であ
る。

【００３１】例えば、上記の実施例ではポイントフォー
カス利用機器として微小部Ｘ線回折装置を考えたが、そ
れ以外にＸ線カメラやその他任意のＸ線装置を適用する
ことも可能である。また、ラインフォーカス利用機器と
しても、広角ゴニオメータ以外の任意のＸ線装置を適用
できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、横型Ｘ線発生装置を構
成するＸ線管壁の左右両壁に設けたターゲット取付け用
穴のいずれか適宜の一方を選択してそこにターゲットを
装着し、Ｘ線管のその反対側にポイントフォーカス利用
機器を設置することにより、ポイントフォーカス利用機
器をＸ線管の左右両側のどちら側であっても、そのＸ線
管にできるだけ近接して設置することできる。これによ
り、そのポイントフォーカス利用機器へ強度の強いポイ
ントフォーカスのＸ線を導くことができる。

【００３３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る横型Ｘ線発生装置の一実施例であ
って、特にラインフォーカスのＸ線を取り出す時の状態
を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る横型Ｘ線発生装置の一実施例であ
って、特にポイントフォーカスのＸ線を取り出す時の状
態を示す斜視図である。

【図３】図１及び図２に示すＸ線発生装置の全体の外観
を示す斜視図である。

【図４】ポイトフォーカスのＸ線取り出し時に使用され
る電子銃の一例を示す斜視図である。

【図５】ラインフォーカスのＸ線取り出し時に使用され
る電子銃の一例を示す斜視図である。

【図６】Ｘ線利用機器の一例であって、特にラインフォ
ーカスのＸ線をＸ線源とする広角ゴニオメータを示す斜
視図である。

【図７】Ｘ線利用機器の一例であって、特にポイントフ
ォーカスのＸ線をＸ線源とする微小部Ｘ線回折装置を示
す斜視図である。

【図８】図３に示すＸ線装置において、広角ゴニオメー
タを稼働する場合を示す平面図である。

【図９】図３に示すＸ線装置において、微小部Ｘ線回折
装置を稼働する場合を示す平面図である。

【符号の説明】

１ テーブル ３ Ｘ線管 ３ａ 左側面管壁 ３ｂ 右側面管壁 ３ｃ 背面管壁 ３ｄ 上面管壁 ４ Ｘ線取出し用窓 ３０ ターゲット ３１ 電子銃（フィラメント） ３２ ターゲット本体部 ３７ 高電圧道入用端子 ３８ ターゲット装着用穴 ３９ 蓋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線管壁内に配置されたフィラメント及
   びターゲットを有し、フィラメント及びターゲットの配
   置位置を変化させることによってラインフォーカス及び
   ポイントフォーカスの両フォーカスを取り出すことがで
   き、そしてフィラメントとターゲットとは互いに水平方
   向内で対向する横型Ｘ線発生装置において、 ターゲットを回転駆動するための回転駆動装置がそのタ
   ーゲットと一体になっており、 フィラメントに関してＸ線管壁の左右両方の位置及び上
   下いずれか一方の位置の３カ所に、ターゲットを固着す
   るための装着用穴を設けたことを特徴とするＸ線発生装
   置。