JP2000292377A - Ｘ線回折装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 イメージングプレート自体の画像蓄積領域を
広く確保でき、かつ、操作性に優れ、コンパクトに構成
できるＸ線回折装置を提供する。 【解決手段】 Ｘ線源３１を円筒状のイメージングプレ
ート保持装置３４の開口部に対向する側に配置するとと
もに、このイメージングプレート保持装置３４をカバー
する防Ｘ線カバーである可動防Ｘ線カバー６を移動でき
るようにすることにより、画像読み取り時に、Ｘ線源３
１が設置されている側と反対側の領域から試料のセッテ
ィング等の操作が行えるように該領域を解放領域にでき
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆるイメージ
ングプレートを用いたＸ線回折装置にかかり、特に、画
像蓄積領域を広く確保でき、かつ、操作性に優れ、コン
パクトに構成できるＸ線回折装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、イメージングプレートを用いたＸ
線回折測定が注目されるようになってきている。このイ
メージングプレートは、Ｘ線回折像を潜像として蓄積
し、この潜像に読み取り光を照射して発光させてその発
光を検出して潜像を読み取り、しかる後その潜像を消去
装置によって消去して繰り返し使用に供するようにした
ものである。

【０００３】イメージングプレートを用いた回折測定
は、精密な二次元画像情報を一度に得られる写真フィル
ム法の利点を備え、かつ、写真フィルム法の欠点である
露出・現像等に長時間を要する点を著しく改善でき、か
つ、ほとんどリアルタイムで画像取り込みができるとと
もに、繰り返し使用ができる等という優れた利点を有す
る。

【０００４】このイメージングプレートを用いたＸ線回
折測定は、ある結晶面のＸ線回折像を蓄積した後に直ち
に画像読み取り装置にかけてその画像を読み取るととも
に、消去装置によってその画像を消去し、次に、他の結
晶面の画像を蓄積して読み取るという操作を繰り返し行
うことによって、膨大な情報を含む多数の精密な二次元
Ｘ線回折画像を極めて効率よくコンピュータに取り込む
ことができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のイメ
ージングプレートを用いたＸ線回折装置は、通常、イメ
ージングプレートの裏側に防Ｘ線機能を兼ねたカバー部
材が固定されている。すなわち、この種のＸ線回折装置
は、Ｘ線源と、このＸ線源から射出されるＸ線を単色化
するモノクロメーターと、このモノクロメーターからの
Ｘ線を平行化するコリメーターと、このコリメーターか
らのＸ線が照射される試料と、この試料を保持するゴニ
オメーターと、この試料からの回折Ｘ線を検知してＸ線
回折像を蓄積するイメージングプレートとが順次配置さ
れ、このイメージングプレートの裏側にカバー部材が配
置されている。

【０００６】このため、上記Ｘ線源等とカバー部材との
間を通じて試料のセッティング等の操作がなされる。イ
メージングプレートが平板状のものである場合には、上
記Ｘ線源等とカバー部材との間の操作領域を比較的広く
確保することができ、操作にそれほど支障をきたすこと
はない。しかしながら、特に、試料のＸ線照射位置を通
り試料に照射するＸ線の照射方向に略直交する直線を中
心軸とする円筒面に沿った形状をなすイメージングプレ
ートを用いた場合には、上記操作領域が著しく制限され
るという問題があった。

【０００７】すなわち、円筒状のイメージングプレート
は、平板状のイメージングプレートに比較して記録でき
る回折角度範囲を広く取れるという理由で単結晶の構造
解析等に用いられる。したがって、この利点を生かすた
めに、なるべく円筒の全周のうちの条件が許す限りの多
くの面を記録面にする設計がなされる。その結果、この
イメージングプレートを覆うように設けられるカバー部
材によって試料の周囲の多くが常時覆われることにな
り、試料付近に手を入れることも容易でないという問題
があった。

【０００８】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、画像蓄積領域を広く確保でき、かつ、操作性
に優れ、コンパクトに構成できるＸ線回折装置を提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決する手
段として第１の発明は、Ｘ線源と、前記Ｘ線源からのＸ
線が試料の特定の結晶面に入射する入射方向を変化可能
に前記試料を保持するゴニオメーターと、前記試料から
の回折Ｘ線を感光して前記試料のＸ線回折像を蓄積する
イメージングプレートと、前記試料のＸ線照射位置を通
り該試料に照射するＸ線の照射方向に略直交する直線を
中心軸とする円筒面に沿った形状をなすとともに、該円
筒面の全周のうちの一部が除去されて前記Ｘ線源からの
Ｘ線を導入するための開口部が形成されているイメージ
ングプレート保持部を有し、該保持部に前記イメージン
グプレートを保持するイメージングプレート保持装置
と、前記Ｘ線源及びゴニオメーターの設置位置から前記
イメージングプレート保持部の中心軸線の延長方向に離
れた位置に設置され、前記イメージングプレートに蓄積
したＸ線回折像を読み取る画像読み取り装置と、前記イ
メージングプレート保持装置を、前記Ｘ線回折像を蓄積
する位置と前記画像読み取り装置の画像読み取り位置と
の間を往復移動する移動機構とを有し、前記Ｘ線源を、
前記イメージングプレート保持装置の前記開口部に対向
する側に配置し、前記イメージングプレート保持装置が
前記Ｘ線回折像を蓄積する位置にあるときに、該イメー
ジングプレート保持装置を覆うようにして前記Ｘ線源か
ら射出されるＸ線が外部に漏洩するのを防止するカバー
の一部を構成し、一方、前記イメージングプレート保持
装置が前記画像読み取り位置にあるときには、画像読み
取り装置の側に移動して前記Ｘ線源が設置されている側
と反対側の領域から前記ゴニオメーターに保持された試
料のセッティング等の操作が行えるように該領域を解放
領域にする可動防Ｘ線カバーを設けたことを特徴とする
Ｘ線回折装置である。

【００１０】第２の発明は、第１の発明にかかるＸ線回
折装置において、前記イメージングプレート保持装置が
前記Ｘ線回折像を蓄積する位置にあるときには、前記防
Ｘ線カバーによってカバーされる以外の部位の一部をカ
バーして前記Ｘ線源から射出されるＸ線が外部に漏洩す
るのを防止する防Ｘ線カバーであって、着脱自在、又
は、開閉自在、又は、移動自在に構成され、前記イメー
ジングプレート保持装置が前記画像読み取り位置にある
ときには、前記Ｘ線源が設置されている側と反対側の領
域から前記ゴニオメーターに保持された試料のセッティ
ング等の操作が行えるようにした解放領域を広く確保で
きるようにする機能を有する可動防Ｘ線補助カバーを設
けたことを特徴とするＸ線回折装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態にか
かるＸ線回折装置の外観構成を示す図、図２は図１に示
されるＸ線回折装置の試料セッティング時における状態
を示す図、図３は図１及び図２に示されるＸ線回折装置
の一部破断側面図である。以下、これらの図を参照にし
ながら、一実施の形態にかかるＸ線回折装置を説明す
る。

【００１２】図において、制御装置部１１が設けられて
いる下部ケース１の上に基台２が設けられ、この基台２
の上にＸ線回折像蓄積部３及び画像読取部４が設けられ
ている。Ｘ線回折像蓄積部３及び画像読取部４は、その
大部分が上部防Ｘ線カバー５で覆われているが、Ｘ線回
折像蓄積部３における手前側（操作側）には、可動防Ｘ
線カバー６及び可動防Ｘ線補助カバー７が設けられてい
る。

【００１３】図２及び図３に示されるように、Ｘ線回折
像蓄積部３は、Ｘ線源３１、試料３２ａを保持するゴニ
オメーター３２、イメージングプレート３３及びこのイ
メージングプレート３３を保持するイメージングプレー
ト保持装置３４等から構成されている。これらが、上部
防Ｘ線カバー５、可動防Ｘ線カバー６及び可動防Ｘ線補
助カバー７によって覆われるようになっている。

【００１４】したがって、画像蓄積時には、Ｘ線源３１
から射出されたＸ線が、必要に応じ、図示しないモノク
ロメーター等によって単色化され、コリメーター３１ａ
によって平行化されて、ゴニオメーター３２に保持され
た試料３２ａに照射され、試料３２ａから回折Ｘ線が生
ずるが、これらのＸ線が外部に漏洩しないようになって
いる。

【００１５】イメージングプレート保持装置３４は、イ
メージングプレート３３を保持するイメージングプレー
ト保持部を有する。このイメージングプレート保持部
は、上記試料３２ａのＸ線照射位置を通り該試料３２ａ
に照射するＸ線の照射方向に略直交する直線を中心軸と
する円筒面に沿った形状をなすとともに、該円筒面の全
周のうちの一部が除去されて前記Ｘ線源からのＸ線を導
入するための開口部が形成されているものである。

【００１６】また、イメージングプレート保持装置３４
は、Ｘ線回折像蓄積部３と画像読取部４の画像読取位置
との間の往復移動及び画像読取位置における画像読み取
りに必要な移動が可能に構成されている。すなわち、図
３に示されるように、イメージングプレート保持装置３
４は、その底部が移動台座３４ａに固定されている。ま
た、この移動台座３４ａにはスライダー３４ｂ，３４ｃ
が取付られており、このスライダー３４ｂ，３４ｃがそ
れぞれレール３４ｄ，３４ｅ上をスライドして上記イメ
ージングプレート保持装置３４が移動できるようになっ
ている。なお、レール３４ｄ，３４ｅは固定台座３４ｆ
に取付られ、この固定台座３４ｆが基台２に固定されて
いる。

【００１７】さらに、イメージングプレート保持装置３
４の移動は、パルスモーター等を具備する図示しない公
知の駆動機構及び回路等によって駆動制御されるように
なっている。すなわち、Ｘ線回折像蓄積部３と画像読取
部４との間の往復移動、画像読取部４内にあって画像を
読み取る際の移動等は、図示しないコンピューターから
の制御信号に基づいて行われるようになっている。

【００１８】図３に示されるように、可動防Ｘ線カバー
６は、上記イメージングプレート３３の全体をほぼ覆う
ように形成された防Ｘ線のカバー部材である。この可動
防Ｘ線カバー６も、Ｘ線回折像蓄積部３と画像読取部４
との間を往復移動可能に構成されている。すなわち、可
動防Ｘ線カバー６の底部が支持基板６１に固定され、こ
の支持基板６１にはスライダー６２が取付られており、
このスライダー６２がレール６３上をスライドして上記
可動防Ｘ線カバー６が移動できるようになっている。な
お、レール６４は固定台座６４に取付られ、この固定台
座６４が基台２に固定されている。

【００１９】上記可動防Ｘ線カバー６は、イメージング
プレート保持装置３４がＸ線回折像蓄積部３の位置にあ
るときに、イメージングプレート保持装置３４を覆うよ
うにしてＸ線源３１から射出されるＸ線が外部に漏洩す
るのを防止するカバーの一部を構成する。一方、イメー
ジングプレート保持装置３４が画像読取部４の画像読取
位置にあるときには、画像読取部４側に移動してＸ線源
３１が設置されている側と反対側の領域からゴニオメー
ター３２に保持された試料３２ａのセッティング等の操
作が行えるように該領域を解放領域にするものである。

【００２０】可動防Ｘ線補助カバー７は、可動防Ｘ線カ
バー６に隣接して、画像読取部４の反対側の位置に設け
られ、開閉自在に設けられたものである。すなわち、図
示しないが公知のヒンジ機構等を用いて、可動防Ｘ線カ
バー６に隣接する上部防Ｘ線カバー５の一部を開閉自在
としたものである。これにより、イメージングプレート
保持装置３４がＸ線回折像を蓄積する位置にあるときに
は、上記可動防Ｘ線カバー６によってカバーされる以外
の部位の一部をカバーしてＸ線源３１から射出されるＸ
線が外部に漏洩するのを防止する機能を果たし、イメー
ジングプレート保持装置３４が画像読み取り位置にある
ときには、Ｘ線源３１が設置されている側と反対側の領
域からゴニオメーター３２に試料３２ａをセッティング
する等の操作が行えるようにした解放領域を広く確保で
きるようにする機能を果たすものである。

【００２１】イメージングプレート３３は、Ｘ線回折像
を潜像として記録した後、この潜像に所定波長の光を照
射すると、その潜像の部分が発光し、また、消去用の光
を照射すると潜像が消えて元に復帰し、再使用できると
いう特性を有するものである。したがって、イメージン
グプレートに記録されたＸ線回折像の潜像を、集光した
レーザー光で走査し、そのときの発光光を同時に検知し
てコンピューター制御の画像処理装置等に取り込むこと
により、潜像として記録したＸ線回折像を画像として読
み取ることができる。

【００２２】図２に点線で示されるように、画像読取部
４内には、集光したレーザー光を先端部から射出してイ
メージングプレートに照射すると同時に、そのレーザー
光照射によって生じた発光光をその先端部から導入して
検知部に導く画像読取プローブ４１を、イメージングプ
レート保持部の円筒の中心軸線を中心に回転させ、これ
に同期してイメージングプレート保持装置３４を左右に
移動制御して画像を読み取る公知の画像読取装置が設け
られている。

【００２３】ゴニオメーター３２は、試料３２ａを先端
部に保持して、該試料のＸ線照射点を通る複数の回転軸
回りに試料を回転させて、試料の特定の結晶面に対する
入射Ｘ線方向を任意に変えられるようにしたものであ
る。この実施の形態では試料を４軸回りに回転する公知
のいわゆる４軸ゴニオメーターを用いている。なお、ゴ
ニオメーター３２は、上述の画像読取装置を制御するコ
ンピュータによって制御されるようになっている。ま
た、このコンピュータは、可動防Ｘ線カバー６及び可動
防Ｘ線補助カバー７の開閉の検知・認識、それに伴う安
全管理を含む必要な指令制御、例えば、Ｘ線源３１の制
御やそのＸ線窓のシャッターの開閉制御、その他、必要
な制御を行うプログラムも備えている。

【００２４】以上の構成において、ゴニオメーター３２
に試料３２ａをセッティングする時には、可動防Ｘ線カ
バー６及び可動防Ｘ線補助カバー７を開く。そうする
と、手前側からゴニオメーター３２に操作性よく試料を
セットするに十分な程度にゴニオメーター３２が露出さ
れる。この開閉は、この実施の形態では手動で行うよう
にしているが、勿論自動で行えるようにしてもよい。な
お、このとき、イメージングプレート保持装置３４は画
像読取部４内に配置されるようになっている。また、勿
論、イメージングプレート保持装置３４がＸ線回折像蓄
積位置にある場合や、Ｘ線シャッターが開いている時等
は、可動防Ｘ線カバー６及び可動防Ｘ線補助カバー７は
自動的にロックされ、開かないようになっている。

【００２５】試料セッティングが終了したら、可動防Ｘ
線カバー６及び可動防Ｘ線補助カバー７を閉め、Ｘ線回
折像の蓄積のための操作を行う。これにより、イメージ
ングプレート保持装置３４が自動的にＸ線回折像蓄積位
置に移動し、ゴニオメーター３２が作動して試料３２ａ
の所定の結晶面を所定の向きにし、同時に、試料３２ａ
にＸ線が照射され、イメージングプレート３３にＸ線回
折像が蓄積される。

【００２６】所望の結晶面のＸ線回折像が蓄積される
と、イメージングプレート保持装置３４が画像読取部４
内に自動的に移動してその画像が読み取られ、コンピュ
ータに蓄積される。この読み取りが終わると、再度イメ
ージングプレート保持装置３４がＸ線回折像蓄積位置に
移動し、異なる結晶面についてのＸ線回折像の蓄積が行
われる。この動作が繰り返し行われて、試料の所望のす
べての結晶面の画像が読み取られ、コンピュータに蓄積
される。

【００２７】上述の実施の形態によれば、Ｘ線源を円筒
状のイメージングプレート保持装置の開口部に対向する
側に配置するとともに、このイメージングプレート保持
装置をカバーする防Ｘ線カバーを移動できるようにする
ことにより、画像読み取り時に、Ｘ線源が設置されてい
る側と反対側の領域から試料のセッティング等の操作が
行えるように該領域を解放領域にできるようにしたこと
から、以下のような優れた利点がある。

【００２８】試料セッティング時等における操作領域
が従来のこの種の装置に比較して著しく広く確保できる
ようになった。したがって、操作性が著しく向上した。 操作性に影響を与える事なく、円筒状のイメージング
プレートの画像蓄積領域を広く確保できるようになっ
た。従来は、円筒の全周近くまで画像蓄積領域にした場
合、これを固定カバーで覆うことになるので、試料回り
に手を入れることさえ困難になるという欠点があった。 イメージングプレート保持装置をカバーする防Ｘ線カ
バーを移動できるようにしたことによって、この可動防
Ｘ線カバー自体を装置全体の防Ｘ線カバーの一部とする
ことが可能になり、装置全体を著しくコンパクトにでき
るようになった。従来は、固定防Ｘ線カバーとＸ線源等
との間を操作のための領域として開けておく必要があっ
た為に、これら全体を覆う別の大掛かりな防Ｘ線カバー
がどうしても必要であった。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、Ｘ線源
を円筒状のイメージングプレート保持装置の開口部に対
向する側に配置するとともに、このイメージングプレー
ト保持装置をカバーする防Ｘ線カバーを移動できるよう
にすることにより、画像読み取り時に、Ｘ線源が設置さ
れている側と反対側の領域から試料のセッティング等の
操作が行えるように該領域を解放領域にできるようにし
たもので、これによって、イメージングプレート自体の
画像蓄積領域を広く確保でき、かつ、操作性に優れ、コ
ンパクトに構成できるＸ線回折装置を得ているものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかるＸ線回折装置の
外観構成を示す図である。

【図２】図１に示されるＸ線回折装置の試料セッティン
グ時における状態を示す図である。

【図３】図１及び図２に示されるＸ線回折装置の一部破
断側面図である。

【符号の説明】

１…下部ケース、２…基台、３…Ｘ線回折像蓄積部、４
…画像読取部、５…上部防Ｘ線カバー、６…可動防Ｘ線
カバー、７…可動防Ｘ線補助カバー、３１…Ｘ線源、３
２…ゴニオメーター、３２ａ…試料、３３…イメージン
グプレート、３４…イメージングプレート保持装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桶谷 三雄 石川県小松市串町南324 Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA18 CA01 DA01 DA09 GA13 HA15 JA06 JA08 KA08 PA12 QA01 SA04 SA07 SA14 SA30

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線源と、 前記Ｘ線源からのＸ線が試料の特定の結晶面に入射する
   入射方向を変化可能に前記試料を保持するゴニオメータ
   ーと、 前記試料からの回折Ｘ線を感光して前記試料のＸ線回折
   像を蓄積するイメージングプレートと、 前記試料のＸ線照射位置を通り該試料に照射するＸ線の
   照射方向に略直交する直線を中心軸とする円筒面に沿っ
   た形状をなすとともに、該円筒面の全周のうちの一部が
   除去されて前記Ｘ線源からのＸ線を導入するための開口
   部が形成されているイメージングプレート保持部を有
   し、該保持部に前記イメージングプレートを保持するイ
   メージングプレート保持装置と、 前記Ｘ線源及びゴニオメーターの設置位置から前記イメ
   ージングプレート保持部の中心軸線の延長方向に離れた
   位置に設置され、前記イメージングプレートに蓄積した
   Ｘ線回折像を読み取る画像読み取り装置と、 前記イメージングプレート保持装置を、前記Ｘ線回折像
   を蓄積する位置と前記画像読み取り装置の画像読み取り
   位置との間を往復移動する移動機構とを有し、 前記Ｘ線源を、前記イメージングプレート保持装置の前
   記開口部に対向する側に配置し、 前記イメージングプレート保持装置が前記Ｘ線回折像を
   蓄積する位置にあるときに、該イメージングプレート保
   持装置を覆うようにして前記Ｘ線源から射出されるＸ線
   が外部に漏洩するのを防止するカバーの一部を構成し、
   一方、前記イメージングプレート保持装置が前記画像読
   み取り位置にあるときには、画像読み取り装置の側に移
   動して前記Ｘ線源が設置されている側と反対側の領域か
   ら前記ゴニオメーターに保持された試料のセッティング
   等の操作が行えるように該領域を解放領域にする可動防
   Ｘ線カバーを設けたことを特徴とするＸ線回折装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のＸ線回折装置におい
   て、 前記イメージングプレート保持装置が前記Ｘ線回折像を
   蓄積する位置にあるときには、前記防可動Ｘ線カバーに
   よってカバーされる以外の部位の一部をカバーして前記
   Ｘ線源から射出されるＸ線が外部に漏洩するのを防止す
   る防Ｘ線カバーであって、着脱自在、又は、開閉自在、
   又は、移動自在に構成され、前記イメージングプレート
   保持装置が前記画像読み取り位置にあるときには、前記
   Ｘ線源が設置されている側と反対側の領域から前記ゴニ
   オメーターに保持された試料のセッティング等の操作が
   行えるようにした解放領域を広く確保できるようにする
   機能を有する可動防Ｘ線補助カバーを設けたことを特徴
   とするＸ線回折装置。