JPH1152096A - 点集束型ｘ線分光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 分光素子全体を小型としながら、特定元素の
分析精度を高め、かつ、微量元素の分析も良好に行え、
さらに、Ｘ線のエネルギーを可変調整できる点集束型Ｘ
線分光装置を提供する。 【構成】 分光素子２の軸方向に沿った分光素子２から
Ｘ線発生源ｓおよび集光点ｆまでの各距離を等しく保ち
ながら、Ｘ線発生源ｓおよび支持台３を分光素子２に相
対的に移動させる第１移動装置１０と、Ｘ線発生源ｓか
らのＸ線ａまたはｃを絞って分光素子２の分光面２ａに
入射させる環状の第１スリット１４ａを複数有し、その
直径が相違している第１絞り装置１４と、分光素子２で
分光した分光Ｘ線ｂまたはｄを絞って集光点ｆに入射さ
せる環状の第２スリット１５ａを複数有し、その直径が
相違している第２絞り装置１５と、各絞り装置１４，１
５を駆動し、分光素子２からＸ線発生源ｓおよび集光点
ｆまでの距離に対応した各スリット１４ａ，１５ａを選
択して配置するスリット交換装置１６を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線分析装置にお
いて、試料に１次Ｘ線を照射する光源装置または試料か
らの２次Ｘ線を分光して検出器に入射させる装置として
使用される点集束型Ｘ線分光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｘ線分析装置で試料の分析を行う
場合、Ｘ線管などのＸ線管装置で発生するＸ線を支持台
上の試料に照射し、この試料から発生する蛍光Ｘ線のよ
うな２次Ｘ線を検出装置で検出する。ここで、Ｘ線管装
置と試料の間に湾曲結晶からなる分光素子を配置し、こ
れによりＸ線管装置からのＸ線を回折して単色化し、試
料中の分析対象である特定元素の分析に必要なエネルギ
ー（波長）の分光Ｘ線を取り出して、この分光Ｘ線を試
料に照射することにより、特定元素の分析精度を高める
ことが行われている。また、Ｘ線管装置と試料の間にコ
リメータやキャピラリを配置し、これらでＸ線を集束し
て強度の大きいＸ線を試料に照射することにより、微量
元素を分析可能とすることも行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のコリ
メータやキャピラリは、分光機能を有しないため、Ｘ線
管装置から試料に照射されるＸ線の単色化が行えず、特
定元素の分析精度を高めることができない。また、湾曲
結晶からなる分光素子を用いる場合、前記Ｘ線の単色化
は行えるが、素子全体が大型となる。しかも、試料の分
析時には、さらに高精度な分析を行うため、前記Ｘ線を
分光素子で単色化するときの回折角度を変え、分析対象
となる特定元素に最適なエネルギーの分光Ｘ線を選んで
試料に照射することが好ましい。しかし、従来のもので
は、分光Ｘ線を可変調整することはできない。

【０００４】また、試料からの２次Ｘ線を分光素子で単
色化して検出精度の向上を図る場合、通常、２次Ｘ線を
分光素子で単色化したのち検出器に入射させるが、単色
化によって２次Ｘ線の強度が低下する。

【０００５】本発明の主な目的は、分光素子全体を小型
としながら、大強度の分光Ｘ線によって特定元素の分析
精度を高め、また、単色化によって微量元素の分析も良
好に行え、しかも、分光Ｘ線のエネルギーを可変調整
し、特定元素の分析に最適なエネルギーの分光Ｘ線を選
ぶことが可能な点集束型Ｘ線分光装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載した第１発明の点集束型Ｘ線分光装
置は、分光素子の軸方向に沿った分光素子からＸ線発生
源および集光点までの各距離を互いに等しく保ちなが
ら、点状のＸ線発生源および支持台を分光素子に対して
相対的に前記軸方向に移動させる第１移動装置と、前記
Ｘ線発生源からのＸ線を絞って前記分光素子の内周の分
光面に入射させる環状の第１スリットを複数有し、各ス
リットの少なくとも直径が互いに相違している第１絞り
装置と、前記分光素子で分光された分光Ｘ線を絞って前
記支持台の集光点に入射させる環状の第２スリットを複
数有し、各スリットの少なくとも直径が互いに相違して
いる第２絞り装置と、前記第１および第２絞り装置を駆
動し、分光素子からＸ線発生源および支持台までの距離
に対応した第１および第２スリットを選択して配置する
スリット交換装置とを備えている。ここで、点状とは、
小径の球、円、だ円等の形状をいう。

【０００７】本発明の点集束型Ｘ線分光装置は、次の２
つの使用方法がある。第１の使用方法は、Ｘ線発生源で
あるＸ線管装置から出射するＸ線を前記Ｘ線分光装置で
分光して、この分光Ｘ線を入射対象物として支持台に保
持した試料に照射する。第２の使用方法は、Ｘ線管装置
から試料にＸ線を照射することにより、この試料がＸ線
発生源となって発生する蛍光Ｘ線のような２次Ｘ線を本
発明のＸ線分光装置で分光し、この分光Ｘ線を入射対象
物である検出器に入射させて検出する。

【０００８】先ず、第１の使用方法では、Ｘ線管装置か
らのＸ線が、第１絞り装置に設けた環状の第１スリット
で絞られ、逆円錐状の入射光路を描きながら円筒形とし
た分光素子の内周の分光面に入射する。そして、分光面
でＸ線が回折されて単色化し、試料中の分析対象である
特定元素の分析に必要な波長の分光Ｘ線が取り出され
る。この分光Ｘ線は、前記分光面により入射角度と同一
の角度で出射され、第２絞り装置に設けた環状の第２ス
リットで絞られて、入射時とは逆の円錐状の出射光路を
描きながら、支持台に保持された試料の測定面に点集光
するように照射される。

【０００９】以上のように、第１，第２絞り装置に設け
た環状の各スリットでＸ線を絞りながら入射と出射を行
い、また、円筒形分光素子の広い分光面でＸ線を回折し
て試料の集光点に集束させることにより、多量の分光Ｘ
線を試料に照射して微量元素の分析が良好に行える。ま
た、分光素子で単色化した分光Ｘ線を試料に照射するの
で、特定元素の分析精度が高められる。さらに、前記分
光素子は円筒形としているので、素子全体が小型とな
る。

【００１０】また、分析対象の特定元素に応じて１次Ｘ
線のエネルギー（波長）を可変調整するときには、第１
移動装置を駆動して、分光素子の軸方向に沿った分光素
子からＸ線発生源および集光点までの各距離を互いに等
しく保ちながら、Ｘ線発生源および支持台を分光素子に
対し相対的に軸方向に移動させる。そして、スリット交
換装置で第１および第２絞り装置を駆動し、分光素子か
らＸ線発生源および集光点までの距離に対応した第１お
よび第２スリットを選択する。すると、Ｘ線発生源から
第１スリットを経て分光素子の分光面に入射するＸ線の
入射角度が変わり、また分光面から第２スリットを経て
集光点に出射するＸ線の出射角度も変わる。つまり、分
光面によりＸ線を単色化するときの回折角度が変えられ
るので、特定元素の分析に最適なエネルギーの１次Ｘ線
が得られる。このため、特定元素の分析精度がさらに高
められる。

【００１１】一方、第２の使用方法では、Ｘ線管装置か
らのＸ線が試料に照射され、この試料がＸ線発生源とな
って蛍光Ｘ線のような２次Ｘ線を発生し、この２次Ｘ線
が、前述した場合と同じく、第１絞り装置の第１スリッ
トで絞られ、逆円錐状の入射光路を描きながら分光素子
の内周の分光面に入射する。そして、この分光面で回折
された分光Ｘ線が、入射角度と同一の角度で出射され、
第２絞り装置の第２スリットで絞られて、入射時とは逆
の円錐状の出射光路を描きながら、支持台に保持された
入射対象物である検出器に点集光するように入射され
る。このように、円筒形分光素子の広い分光面で２次Ｘ
線を回折して検出器に入射させるので、入射する分光２
次Ｘ線の強度が高まる結果、検出器による精度の高い検
出が可能となる。

【００１２】また、請求項２の第２発明では、Ｘ線発生
源からのＸ線を絞って分光素子の内周の分光面に入射さ
せる環状の第１スリットを有する第１スリット機構と、
前記分光素子で分光された分光Ｘ線を絞って支持台の集
光点に入射させる環状の第２スリットを有する第２スリ
ット機構と、前記分光素子の軸方向に沿った分光素子か
らＸ線発生源および集光点までの各距離を等しく保ちな
がら、Ｘ線発生源および支持台を分光素子に対して相対
的に前記軸方向に移動させる第１移動装置と、前記分光
素子からＸ線発生源および支持台までの距離に対応して
第１および第２スリット機構を前記軸方向に移動させる
第２移動装置とを備えている。

【００１３】以上の構成によれば、第１、第２スリット
機構に設けた環状の各スリットを介して分光素子に対す
るＸ線の入射と分光Ｘ線の出射が行われ、この分光Ｘ線
が試料またはＸ線検出器のような入射対象物の集光点に
集束される。このため、多量の分光Ｘ線を入射対象物に
入射させることができるので、微量元素の分析が良好に
行え、特定元素の分析精度も高められる。また、分光素
子は円筒形とされているので、素子全体が小型となる。

【００１４】また、分析対象の特定元素に応じてＸ線の
エネルギーを可変調整するときには、第１移動装置を駆
動して、分光素子からＸ線発生源および集光点までの各
距離を互いに等しく保ちながら、Ｘ線発生源および支持
台を分光素子に対して相対的に軸方向に移動させる。そ
して、第２移動装置により第１，第２スリット機構を駆
動し、その各スリットを分光素子からＸ線発生源および
集光点までの距離に対応して移動させる。これにより、
分光素子の分光面でＸ線を単色化するときの回折角度が
変えられるので、特定元素の分析に最適なエネルギーの
分光Ｘ線が得られ、さらに高精度の分析が可能になる。

【００１５】さらに、請求項３の第３発明では、Ｘ線発
生源からのＸ線を絞って分光素子の内周の分光面に入射
させる環状の第１スリットを有する第１スリット機構
と、前記分光素子で分光された分光Ｘ線を絞って支持台
の集光点に入射させる環状の第２スリットを有する第２
スリット機構と、前記分光素子の軸方向に沿った分光素
子からＸ線発生源および集光点までの各距離を等しく保
ちながら、Ｘ線発生源および支持台を分光素子に対して
相対的に前記軸方向に移動させる第１移動装置とを備
え、前記第１および第２スリット機構のそれぞれは、ス
リットの外周を形成し、内径が可変である外周部材と、
スリットの内周を形成する円盤状の中心部材とを有し、
さらに、分光素子からＸ線発生源および支持台までの距
離に対応して前記各外周部材の内径を変化させるととも
に、前記各中心部材を前記軸方向に移動させるスリット
駆動機構を備えている。

【００１６】以上の構成によれば、第２発明の場合と同
様に、第１，第２スリット機構に設けた環状の各スリッ
トを介して円筒形の分光素子に対するＸ線の入射と分光
Ｘ線の出射が行われ、この分光Ｘ線が入射対象物の集光
点に集束される。このため、多量のＸ線を入射対象物に
入射させて微量元素の分析が良好に行え、特定元素の分
析精度も高められ、また素子全体が小型となる。

【００１７】また、分析対象の特定元素に応じてＸ線の
エネルギーを可変調整するときには、第１移動装置を駆
動して、分光素子からＸ線発生源および集光点までの各
距離を互いに等しく保ちながら、Ｘ線発生源および支持
台を分光素子に対して相対的に軸方向に移動させる。そ
して、スリット駆動機構により、分光素子からＸ線発生
源および支持台までの各距離に対応して第１，第２スリ
ット機構を構成する各外周部材の内径を変化させ、また
各中心部材を軸方向に移動させる。これにより、分光素
子の分光面でＸ線を単色化するときの回折角度が変えら
れるので、特定元素の分析に最適なエネルギーのＸ線が
得られ、さらに高精度の分析が可能になる。

【００１８】前記第２，第３発明の好ましい実施形態で
は、結晶の面間隔が異なる複数の分光素子と、分光対象
のＸ線の波長に対応する分光素子を選択して配置する分
光素子選択装置とを備えている。この構成によれば、選
択装置で分光対象のＸ線の波長に対応する分光素子を選
択し、この選択した分光素子を第１，第２スリット機構
の間に配置することにより、特定元素の分析に最適なエ
ネルギーのＸ線が確実に得られる。

【００１９】また、請求項５の第４発明では、分光素子
の軸方向に沿った分光素子からＸ線発生源および集光点
までの各距離を等しく保ちながら、Ｘ線発生源および支
持台を分光素子に対して相対的に前記軸方向に移動させ
る第１移動装置と、結晶の面間隔が異なる複数の分光素
子、前記Ｘ線発生源からのＸ線を絞って前記分光素子の
内周の分光面に入射させる環状の第１スリット、および
前記分光Ｘ線を絞って前記支持台の集光点に入射させる
環状の第２スリットを有する複数の分光ユニットと、分
光対象のＸ線の波長に対応して前記分光ユニットを選択
して配置する分光ユニット選択装置とを備えている。

【００２０】以上の構成によれば、第１移動装置を駆動
して、分光素子からＸ線発生源および集光点までの各距
離を互いに等しく保ちながら、Ｘ線発生源および支持台
を分光素子に対し相対的に軸方向に移動させる。また、
分光ユニット選択装置で特定元素の分析に最適な分光ユ
ニットを選択する。そして、Ｘ線発生源からのＸ線を、
選択した分光ユニットに設けられた環状の第１スリット
で絞って円筒形とした分光素子の分光面に入射させ、こ
の分光面で回折されて単色化した分光Ｘ線を環状の第２
スリットで絞って外方に出射し、入射対象物の集光点に
集束させて分析が行われる。この場合にも、多量の分光
Ｘ線を入射対象物に入射させて微量元素の分析が良好に
行え、特定元素の分析精度も高められ、また素子全体が
小型となる。しかも、分光ユニットを選択することによ
り、特定元素の分析に最適なエネルギーの分光Ｘ線が得
られて、特定元素の分析をさらに高精度で行える。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる点集束型Ｘ
線分光装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１
〜図８は、本発明を前述した第１使用方法、つまりＸ線
照射側に用いる場合を示している。図１は本発明を適用
するＸ線分析装置の全体構造を概略的に示している。こ
の装置は、Ｘ線発生部Ｇを内蔵したＸ線管装置１と、そ
の上部に配置された円筒形の分光素子２をもつ点集束型
Ｘ線分光装置Ａを備えている。そして、Ｘ線発生部Ｇか
ら放射する放射Ｘ線ａを、分光素子２の内周の分光面２
ａで単色化して１次Ｘ線ｂ（分光Ｘ線）を生成し、この
１次Ｘ線ｂを支持台３に設けた開口３ｂから、その上部
に保持した試料（入射対象物）４の下面の測定面に照射
し、これから発生する蛍光Ｘ線のような２次Ｘ線ｃを検
出器５で検出する。

【００２２】前記Ｘ線管装置１は、ケーシング６の内部
に、Ｘ線発生部Ｇとしてフィラメント７およびターゲッ
ト８を配設している。ここで、フィラメント７で発生す
る電子ビームｅはターゲット８に衝突し、このときター
ゲット８上の一点、つまりＸ線発生源ｓから放射される
放射Ｘ線ａが、ケーシング６の上部側に設けたベリリウ
ム等の窓材９から前記分光素子２に向かって出射する。

【００２３】そして、第１発明の点集束型Ｘ線分光装置
Ａ１では、図２に示すように、Ｘ線管装置１と支持台３
の間に、放射Ｘ線ａを分光する分光素子２の分光面２ａ
の中心（軸方向の中心部）からＸ線発生源ｓまでの距離
Ｌ１と、分光面２ａの中心から試料測定面の集光点ｆま
での距離Ｌ２を互いに等しく（Ｌ１＝Ｌ２）保ちなが
ら、分光素子２に対しＸ線管装置１と支持台３を相対的
に軸方向（上下方向）に移動させる第１移動装置１０を
設ける。

【００２４】前記移動装置１０として、図の実施形態で
は、装置の図示しない基台に固定されたモータ台１１に
固定した第１モータ１２と、このモータ１２にウォーム
ギヤ５１などを介して連結され、上下部に逆方向のねじ
部１３ａ，１３ｂをもつねじ体１３を用い、その各ねじ
部１３ａ，１３ｂを支持台３とＸ線管装置１に設けたボ
ールねじ３ａ，１ａに螺合させている。このとき、各ね
じ部１３ａ，１３ｂとボールねじ３ａ，１ａの送りピッ
チはそれぞれ同一とし、各ボールねじ３ａ，１ａに対し
各ねじ部１３ａ，１３ｂを回転させたとき、前記Ｌ１，
Ｌ２を一定に保持した状態でＸ線管装置１と支持台３の
相対移動を行えるようにする。なお、前記ボールねじお
よび後述するボールねじとしては、ナットを用いてもよ
い。

【００２５】さらに、Ｘ線管装置１と支持台３の間で分
光素子２への入射および出射光路には、前記Ｘ線発生源
ｓから出射する放射Ｘ線ａを絞って、分光素子２の分光
面２ａに入射させる直径が異なる複数の環状の第１スリ
ット１４ａを有する第１絞り装置１４と、分光素子２の
分光面２ａで分光された１次Ｘ線ｂを絞って、試料４の
集光点ｆに出射させる直径が異なる複数の環状の第２ス
リット１５ａを有する第２絞り装置１５を設ける。ま
た、これら第１，第２絞り装置１４，１５を駆動し、分
光面２ａからＸ線発生源ｓおよび集光点ｆまでの距離Ｌ
１，Ｌ２に対応して直径の異なる各スリット１４ａ，１
５ａを選択し、これらを放射Ｘ線ａの入射光路と１次Ｘ
線ｂの出射光路に配置するスリット交換装置１６を設け
る。

【００２６】前記第１および第２絞り装置１４，１５
は、例えば図３に示すように、薄肉の金属円板１７を用
い、その周方向の複数個所を残存させてエッチング手段
などで円弧状にくり抜くことにより、連結部１７ａを介
して連続する環状の第１，第２スリット１４ａ，１５ａ
を形成する。これら各スリット１４ａ，１５ａは、その
直径が異なる複数個を円板１７の中心１７ｂに対して同
心状に設ける。スリット１４ａ，１５ａは、直径に加え
て、径方向幅や連結部の数、幅などを変えてもよい。

【００２７】前記スリット交換装置１６としては、図２
の２つの第２モータ１６ａ，１６ａを使用し、これらモ
ータ１６ａ，１６ａを前記モータ台１１の分光素子２の
上下部位に対向状に取付け、各モータ１６ａのモータ軸
１６ｂを、各絞り装置１４，１５を構成する円板１７の
中心に固定する。

【００２８】前記分光素子２は、フッ化リチウムやマイ
カなどの平板状素材を円筒状に折り曲げて形成する。こ
のようにすれば、円筒形分光素子２を容易に製作でき
る。この分光素子２は、前記モータ台１１に支持された
円筒形のホルダ２ｂの円周面に固定して保持させる。

【００２９】次に、以上の第１発明にかかる点集束型Ｘ
線分光装置Ａ１による作用について説明する。Ｘ線管装
置１のＸ線発生源ｓから放射する放射Ｘ線ａは、第１絞
り装置１４に設けた環状の第１スリット１４ａで絞ら
れ、逆円錐状の入射光路を描きながら分光素子２の分光
面２ａに入射する。そして、この分光面２ａで放射Ｘ線
ａが次のブラッグの式に従って回折されて単色化し、試
料中の分析対象である特定元素の分析に必要なエネルギ
ー（波長）の１次Ｘ線ｂ（分光Ｘ線）が生成される。 ２ｄ・ｓｉｎθ＝ｎλ ここで、ｄは分光素子の結晶の面間隔、θは入射角（回
折角）、λはＸ線の波長、ｎは回折の次数（１，２，３
…）である。

【００３０】１次Ｘ線ｂは、前記分光面２ａにより入射
角度と同一角度（回折角度）で出射され、第２絞り装置
１５に設けた環状の第２スリット１５ａで絞られて、入
射時とは逆の円錐状の出射光路を描きながら、支持台３
に保持した試料４の下面の集光点ｆで集束する。このよ
うに、分光素子２の分光面２ａに対する入射角と出射角
が同一であることから、分光面２ａからＸ線発生源ｓお
よび集光点ｆまでの距離Ｌ１，Ｌ２は互いに等しくなる
（Ｌ１＝Ｌ２）。

【００３１】こうして、環状の第２スリット１５ａから
多量の１次Ｘ線ｂを試料４の集光点ｆに集束するように
照射することにより、微量元素の良好な分析が行える。
また、放射Ｘ線ａは、分光素子２の分光面２ａにより回
折されて単色化するので、特定元素の分析精度が高めら
れる。しかも、前記分光素子２は、円筒形としてホルダ
２ｂ内に保持させているので、広い分光面２ａを持ちな
がら、素子全体が小型となる。

【００３２】また、分析対象の特定元素に応じて１次Ｘ
線ｂのエネルギー（波長）を可変調整するときには、第
１移動装置１０の第１モータ１２を駆動してねじ体１３
を回転することにより、分光面２ａからＸ線発生源ｓお
よび集光点ｆまでの各距離Ｌ１，Ｌ２を互いに等しく保
持しながら、Ｘ線管装置１と支持台３を分光素子２に対
し相対的に軸方向に移動させる。そして、スリット交換
装置１６の各第２モータ１６ａで第１，第２絞り装置１
４，１５の円板１７を回転させることにより、前記第１
モータ１２で移動された各距離Ｌ１，Ｌ２に対応して、
分光面２ａに対する入射Ｘ線ａと出射Ｘ線ｂを円滑に通
過させるように、第１，第２スリット１４ａ，１５ａが
選択される。

【００３３】このようにすると、Ｘ線発生源ｓから第１
スリット１４ａを経て分光素子２の分光面２ａに入射す
る放射Ｘ線ａの入射角度が変わる。また、分光面２ａか
ら第２スリット１５ａを経て集光点ｆに出射する１次Ｘ
線ｂの出射角度も変わり、つまり分光面２ａにより放射
Ｘ線ａを単色化するときの回折角度が変えられるので、
特定元素の分析に最適なエネルギーの１次Ｘ線ｂが得ら
れる。このため、試料４にその分析に最適なエネルギー
の１次Ｘ線ｂを照射して、特定元素の分析をさらに高精
度で行える。また、前記第１移動装置１０の第１モータ
１２とスリット交換装置１６の第２モータ１６ａは、そ
れぞれ制御回路に接続して、この回路からの出力により
自動制御することも可能である。

【００３４】図４は第２発明の点集束型Ｘ線分光装置Ａ
２を示している。この装置Ａ２は、第１発明の場合と同
様に、Ｘ線管装置１、分光素子２、支持台３、第１移動
装置１０を備えている。そして、Ｘ線管装置１からの放
射Ｘ線ａを絞って分光素子２の分光面２ａに入射させる
環状の第１スリット１７ａを有する薄肉平板部材からな
る第１スリット機構１７と、分光面２ａからの１次Ｘ線
ｂを絞って支持台３に保持される試料４の集光点ｆに入
射させる環状の第２スリット１８ａを有する薄肉平板部
材からなる第２スリット機構１８を設ける。また、前記
第１移動装置１０で移動される分光素子２からＸ線管装
置１のＸ線発生源ｓおよび試料４の集光点ｆまでの各距
離Ｌ１，Ｌ２に対応して、前記第１，第２スリット機構
１７，１８を分光素子２に対し軸方向に移動させる第２
移動装置１９を設ける。

【００３５】前記第２移動装置１９として、同図の実施
形態では、モータ台１１に第１移動装置１０の第１モー
タ１２とともに装着された第３モータ２０と、この第３
モータ２０にウォームギヤ５２などを介して連結され、
上下部に逆方向のねじ部２１ａ，２１ｂをもつねじ体２
１とを用い、その各ねじ部２１ａ，２１ｂに前記第１，
第２スリット機構１７，１８の一端側に設けたボールね
じ１８ｂ，１７ｂに螺合させる。このとき、各ねじ部２
１ａ，２１ｂとボールねじ１８ｂ，１７ｂの送りピッチ
はそれぞれ同一とし、第３モータ２０による各ねじ部２
１ａ，２１ｂの各ボールねじ１８ｂ，１７ｂに対する回
転時に、各スリット機構１７，１８を分光素子２に対し
軸方向に同一距離だけ移動させて、分光素子２に対する
入射Ｘ線ａと出射Ｘ線ｂを円滑に通過させるようにす
る。

【００３６】また、前記第２移動装置１９として設ける
ねじ体２１は、その上下部をＸ線管装置１と支持台３に
設けた前記ねじ体２１よりも大径な支持孔１ｃ，３ｃに
遊挿支持させる。このようにすれば、第１，第２移動装
置１０，１９の各ねじ体１３，２１を互いに独立して回
転できるので、これら各ねじ体１３，２１により、分光
素子２に対するＸ線管装置１および支持台３の相対移動
と、第１，第２スリット機構１７，１８の分光素子２に
対する相対移動とを独立して行える。

【００３７】以上の第２発明によれば、第１発明の場合
と同様に、第１，第２スリット機構１７，１８に設けた
環状の各スリット１７ａ，１８ａを介して分光素子２に
対する放射Ｘ線ａの入射と１次Ｘ線ｂの出射が行われ、
この１次Ｘ線ｂが試料４の集光点ｆに集束される。この
ため、多量のＸ線を試料４に照射して微量元素の分析が
良好に行え、特定元素の分析精度も高められ、また素子
全体の小型化が可能となる。

【００３８】また、特定元素の分析に最適なエネルギー
の１次Ｘ線を選ぶ場合は、第１移動装置１０の第１モー
タ１２を駆動してねじ体１３を回転することにより、分
光面２ａからＸ線発生源ｓおよび集光点ｆまでの各距離
Ｌ１，Ｌ２が互いに等しく（Ｌ１＝Ｌ２）保持されなが
ら、Ｘ線管装置１と支持台３が分光素子２に対し相対的
に軸方向に移動する。そして、第２移動装置１９の第３
モータ２０を回転することにより、前記第１モータ１２
で移動される各距離Ｌ１，Ｌ２に対応して、第１，第２
スリット機構１７，１８が軸方向に移動する。

【００３９】このようにすると、第１スリット１７ａを
経て分光素子２の分光面２ａに入射する放射Ｘ線ａの入
射角度が変わる。また、分光面２ａから第２スリット１
８ａを経て集光点ｆに出射する１次Ｘ線ｂの出射角度も
変わり、つまり分光面２ａにより放射Ｘ線ａを単色化す
るときの回折角度が変えられるので、特定元素の分析に
最適なエネルギーの１次Ｘ線ｂが得られる。

【００４０】図５は第２発明の好ましい実施形態を示し
ている。同図では、ホルダ２ｂ内に支持され、結晶の面
間隔が異なる複数の分光素子２と、分光対象となる放射
Ｘ線ａの波長（エネルギー）に対応する分光素子２を選
択して、第１，第２スリット機構１７，１８の間に配置
する分光素子選択装置２２とを設けている。

【００４１】この選択装置２２としては、モータ台１１
に第１，第２移動装置１０，１９の第１，第３モータ１
２，２０とともに固定する第４モータ２３を用い、その
モータ軸２３ａに複数の分光素子２を収容したホルダ２
ｂの中心部を支持させる。

【００４２】そして、第４モータ２３を回転し、ホルダ
２ｂに収容支持した複数の分光素子２のうち、試料４に
含まれる特定元素を分析するのに最適な分光素子２を選
択して、第１，第２スリット機構１７，１８の間のＸ線
光路に配置することにより、特定元素の分析に必要なエ
ネルギーの１次Ｘ線ｂが確実に得られる。

【００４３】図６は、第３発明の点集束型Ｘ線分光装置
Ａ３を示している。この装置Ａ３は、前記第１移動装置
１０により上下移動されるＸ線管装置１と支持台３の間
で、分光素子２の入射および出射光路に配置する第１，
第２スリット機構１７，１８の構成に特徴がある。これ
らスリット機構１７，１８は、そのスリット１７ａ，１
８ａの外周を形成し、内径が可変とされた例えば写真機
の絞りのような外周部材２４，２４と、前記各スリット
１７ａ，１８ａの内周を形成する円盤状の中心部材２
５，２５とで構成する。また、各スリット機構１７，１
８には、分光素子２の分光面２ａから試料４の集光点ｆ
までの距離に対応して外周部材２４の内径を変化させる
周知の絞り駆動機構２６ａと、中心部材２５を軸移動さ
せる軸駆動機構２６ｂとを備えたスリット駆動機構２６
を設ける。

【００４４】前記軸移動機構２６ｂとしては、例えばモ
ータ台１１に支持した第５モータ２７と、このモータ２
７にウォームギヤ５３などを介して連結され、上端が中
心部材２５に連結されたねじ体２８を用いる。

【００４５】そして、前述した場合と同様に、第１移動
装置１０を駆動して、Ｘ線管装置１と支持台３を分光素
子２に対し相対的に軸方向に移動させる。さらに、第１
移動装置１０で移動される各距離に対応して、同図の実
線および仮想線で示すように、前記第５モータ２７でね
じ体２８を回転して、第１，第２スリット機構１７，１
８の各中心部材２５を上下方向に移動させる。また、外
周部材２４の内径を絞り駆動機構２６ａにより大小変化
させ、両部材２４，２５の間に環状のスリット１７ａ，
１８ａを形成する。このようにすれば、分光素子２の分
光面２ａで放射Ｘ線ａを単色化するときの回折角度が変
えられるので、特定元素の分析に最適なエネルギーの１
次Ｘ線ｂが得られる。

【００４６】以上の第３発明においても、第２発明の場
合と同様に、ホルダ２ｂ内に結晶の面間隔が異なる複数
の分光素子２を収容支持し、ホルダ２ｂを分光素子選択
装置２２で回転させて、第１，第２スリット機構１７，
１８の間に配置することにより、試料４に含まれる特定
元素を分析するのに最適な分光素子２を選択するように
してもよい。

【００４７】図７および図８は、第４発明の点集束型Ｘ
線分光装置Ａ４の要部を示している。この装置Ａ４は、
前記第１移動装置１０により軸移動されるＸ線管装置１
と支持台３の間に、複数の分光素子と各スリットをユニ
ット化して配置することに特徴がある。つまり、結晶の
面間隔が異なる複数の分光素子３０と、この分光素子３
０の入射光路側に配置する直径が異なる環状の第１スリ
ット３１をもつ第１スリット板３２と、出射光路側に配
置する直径が異なる環状の第２スリット３３をもつ第２
スリット板３４をそれぞれユニット化して、この複数の
分光ユニット３５をホルダ３６内にセットする。

【００４８】また、試料４に含まれる特定元素を分析す
るのに最適な分光素子３０を選択して、放射Ｘ線ａの入
射光路と１次Ｘ線ｂの出射光路に配置する分光ユニット
選択装置３７を設ける。この選択装置３７として、図の
実施形態では、第６モータ３８を用い、そのモータ軸３
８ａに前記ホルダ３６を支持させる。第６モータ３８は
モータ台１１に支持する。

【００４９】そして、前述した場合と同様に、第１移動
装置１０を駆動して、Ｘ線管装置１と支持台３を分光素
子２に対して相対的に上下方向に移動させる。また、第
６モータ３８を回転させて特定元素の分析に最適な分光
ユニット３５を選択する。このようにすれば、特定元素
の分析に最適なエネルギーの１次Ｘ線が得られて、特定
元素の分析をさらに高精度で行える。

【００５０】なお、前記各実施形態では、モータ台１１
を固定し、Ｘ線管装置１（Ｘ線発生部Ｇ）と支持台３を
移動させたが、Ｘ線管装置１または支持台３を固定し、
モータ台１１と、支持台３またはＸ線管装置１とを移動
させてもよい。

【００５１】以上の各実施形態では、本発明を第１の使
用方法に用いる場合について説明したが、本発明は、前
述した第２の使用方法、つまりＸ線検出側にも用いるこ
とができる。この第２使用方法では、図９に示すよう
に、Ｘ線管装置１からの細いビーム状の放射Ｘ線ａが照
射される試料４と、支持台３に入射対象物として設けら
れ、Ｘ線照射により試料４の点状のＸ線発生源ｓから発
生する蛍光Ｘ線のような２次Ｘ線ｃを検出する検出器５
との間に、点集束型Ｘ線分光装置を配置し、同装置で２
次Ｘ線ｃを分光し、この分光Ｘ線ｈを検出器５に入射さ
せて検出する。

【００５２】具体的には、支持台３に保持する試料４と
別の支持台３に保持する検出器５の間に、図２に示すよ
うな点集束型Ｘ線分光装置Ａ１を配置する。この装置Ａ
１は前述した通りであるので、簡単に説明すると、分光
素子２の分光面２ａの中心から試料４のＸ線発生源ｓま
での距離Ｌ１と、分光面２ａの中心から検出器５の集光
点ｆまでの距離Ｌ２を互いに等しく保ちながら、分光素
子２に対し、試料４と検出器５をそれぞれ保持する各支
持台３を相対的に移動させる第１移動装置１０を設け
る。この移動装置１０は、第１モータ１２、逆方向のね
じ部１３ａ，１３ｂをもつねじ体１３、ウォームギヤ５
１などで構成する。

【００５３】さらに、Ｘ線発生源ｓと集光点ｆの間で分
光素子２への入射および出射光路には、Ｘ線発生源ｓか
ら出射する２次Ｘ線ｃを絞って、分光素子２の分光面２
ａに入射させる複数の環状の第１スリット１４ａを有す
る第１絞り装置１４と、分光素子２の分光面２ａで分光
された分光Ｘ線ｈを絞って、検出器５の集光点ｆに出射
する複数の環状の第２スリット１５ａを有する第２絞り
装置１５を設ける。また、これら第１，第２絞り装置１
４，１５を駆動し、分光面２ａからＸ線発生源ｓおよび
集光点ｆまでの距離に対応して直径の異なる各スリット
１４ａ，１５ａを選択し、これらを２次Ｘ線ｃの入射光
路とその出射光路に配置するスリット交換装置１６を設
ける。

【００５４】以上の構成によれば、試料４のＸ線発生源
ｓから発生する２次Ｘ線ｃが、第１絞り装置１４の第１
スリット１４ａで絞られ、逆円錐状の入射光路を描きな
がら分光素子２の分光面２ａに入射する。そして、この
分光面２ａで回折された分光Ｘ線ｈが、入射角度と同一
の角度で出射され、第２絞り装置１５の第２スリット１
５ａで絞られて、入射時とは逆の円錐状の出射光路を描
きながら、支持台３に保持された検出器５の集光点ｆに
点集光するように入射される。よって、検出器５により
精度の高い検出が可能となる。

【００５５】なお、この第２の使用方法においても、試
料４と検出器５の間には、図２に示すもの以外に、図４
〜図７に示す点集束型Ｘ線分光装置を配設することがで
きる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明の点集束型Ｘ線分
光装置によれば、分光素子全体を小型としながら、大強
度の分光Ｘ線によって特定元素の分析精度を高め、また
単色化によって微量元素の分析も良好に行え、しかも分
光Ｘ線を可変調整して、特定元素の分析に適したエネル
ギーの分光Ｘ線を選ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る点集束型Ｘ線分光装置を備えたＸ
線分析装置を概略的に示す側面図である。

【図２】第１発明の実施形態に係る点集束型Ｘ線分光装
置を示す断面図である。

【図３】同装置に用いる各絞り装置の平面図である。

【図４】第２発明の実施形態に係る点集束型Ｘ線分光装
置を示す断面図である。

【図５】第２発明の実施形態に係る実施形態を示す断面
図である。

【図６】第３発明の実施形態に係る点集束型Ｘ線分光装
置を示す断面図である。

【図７】第４発明の実施形態に係る点集束型Ｘ線分光装
置を示す断面図である。

【図８】同装置の平面図である。

【図９】本発明に係るＸ線分光装置の別の使用形態を示
す断面図である。

【符号の説明】

２…分光素子、２ａ…分光面、３…支持台、４…入射対
象物（試料）、５…入射対象物（検出器）、１０…第１
移動装置、１４…第１絞り装置、１４ａ…第１スリッ
ト、１５…第２絞り装置、１５ａ…第２スリット、１６
…スリット交換装置、１７…第１スリット機構、１７ａ
…第１スリット、１８…第２スリット機構、１８ａ…第
２スリット、１９…第２移動装置、２２…分光素子選択
装置、２４…外周部材、２５…中心部材、２６…スリッ
ト駆動機構、３０…分光素子、３１…第１スリット、３
３…第２スリット、３５…分光ユニット、３７…ユニッ
ト選択装置、ａ…Ｘ線、ｂ，ｈ…分光Ｘ線、ｆ…集光
点、ｓ…Ｘ線発生源。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 点状のＸ線発生源から発生したＸ線を円
   筒形の分光素子により分光して分光Ｘ線を生成し、支持
   台に保持される入射対象物に前記分光Ｘ線を入射させる
   Ｘ線分光装置であって、 前記分光素子の軸方向に沿った分光素子からＸ線発生源
   および集光点までの各距離を互いに等しく保ちながら、
   Ｘ線発生源および支持台を分光素子に対して相対的に前
   記軸方向に移動させる第１移動装置と、 前記Ｘ線を絞って前記分光素子の内周の分光面に入射さ
   せる環状の第１スリットを複数有し、各スリットの少な
   くとも直径が互いに相違している第１絞り装置と、 前
   記分光Ｘ線を絞って前記支持台の集光点に入射させる環
   状の第２スリットを複数有し、各スリットの少なくとも
   直径が互いに相違している第２絞り装置と、 前記第１および第２絞り装置を駆動し、分光素子からＸ
   線発生源および支持台までの距離に対応した第１および
   第２スリットを選択して配置するスリット交換装置とを
   備えた点集束型Ｘ線分光装置。
2. 【請求項２】 Ｘ線発生源から発生したＸ線を円筒形の
   分光素子により分光して分光Ｘ線を生成し、支持台に保
   持される入射対象物に前記分光Ｘ線を入射させるＸ線分
   光装置であって、 前記Ｘ線を絞って前記分光素子の内周の分光面に入射さ
   せる環状の第１スリットを有する第１スリット機構と、 前記分光Ｘ線を絞って前記支持台の集光点に入射させる
   環状の第２スリットを有する第２スリット機構と、 前記分光素子の軸方向に沿った分光素子からＸ線発生源
   および集光点までの各距離を等しく保ちながら、Ｘ線発
   生源および支持台を分光素子に対して相対的に前記軸方
   向に移動させる第１移動装置と、 前記分光素子からＸ線発生源および支持台までの距離に
   対応して第１および第２スリット機構を前記軸方向に移
   動させる第２移動装置とを備えた点集束型Ｘ線分光装
   置。
3. 【請求項３】 Ｘ線発生源から発生したＸ線を円筒形の
   分光素子により分光して分光Ｘ線を生成し、支持台に保
   持される入射対象物に前記分光Ｘ線を入射させるＸ線分
   光装置であって、 前記Ｘ線を絞って前記分光素子の内周の分光面に入射さ
   せる環状の第１スリットを有する第１スリット機構と、 前記分光Ｘ線を絞って前記支持台の集光点に入射させる
   環状の第２スリットを有する第２スリット機構と、 前記分光素子の軸方向に沿った分光素子からＸ線発生源
   および集光点までの各距離を等しく保ちながら、Ｘ線発
   生源および支持台を分光素子に対して相対的に前記軸方
   向に移動させる第１移動装置とを備え、 前記第１および第２スリット機構のそれぞれは、スリッ
   トの外周を形成し、内径が可変である外周部材と、スリ
   ットの内周を形成する円盤状の中心部材とを有し、 さ
   らに、分光素子からＸ線発生源および支持台までの距離
   に対応して前記各外周部材の内径を変化させるととも
   に、前記各中心部材を前記軸方向に移動させるスリット
   駆動機構を備えた点集束型Ｘ線分光装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３において、さらに、結
   晶の面間隔が異なる複数の分光素子と、分光対象のＸ線
   の波長に対応する分光素子を選択して配置する分光素子
   選択装置を備えた点集束型Ｘ線分光装置。
5. 【請求項５】 Ｘ線発生源から発生したＸ線を円筒形の
   分光素子により分光して分光Ｘ線を生成し、支持台に保
   持される入射対象物に前記分光Ｘ線を入射させるＸ線分
   光装置であって、 前記分光素子の軸方向に沿った分光素子からＸ線発生源
   および集光点までの各距離を等しく保ちながら、Ｘ線発
   生源および支持台を分光素子に対して相対的に前記軸方
   向に移動させる第１移動装置と、 結晶の面間隔が異なる複数の分光素子、前記Ｘ線を絞っ
   て前記分光素子の内周の分光面に入射させる環状の第１
   スリット、および前記分光Ｘ線を絞って前記支持台の集
   光点に入射させる環状の第２スリットを有する複数の分
   光ユニットと、 分光対象のＸ線の波長に対応して前記分光ユニットを選
   択して配置する分光ユニット選択装置とを備えた点集束
   型Ｘ線分光装置。