X射线光学部件装置以及X射线分析装置

申请号 CN201380018344.9 申请日 2013-12-12 公开(公告)号 CN104246906B 公开(公告)日 2016-08-24
申请人 株式会社理学; 发明人 若佐谷贤治; 小泽哲也;
摘要 X射线 光学部件装置具有:X射线光学部件单元18、36; 电动机 控制部67、68;以及连接器25。连接器25具有:在彼此卡合的状态下与电动机57电连接的电动机用管脚P13、24、34、43、42、33和电动机用 端子 T13、24、34、43、42、33;以及能够彼此卡合并且感测连接器25的拆卸的 信号 管脚P23和信号端子T23。管脚侧连接器25a和端子侧连接器25b能够拆卸。在从端子侧连接器25b拆卸管脚侧连接器25a时,信号管脚P23从信号端子T23脱离的时间点比电动机用管脚从电动机用端子脱离的时间点早。在对内置有用于调整X射线光学部件的 位置 的电动机的X射线光学部件单元进行更换时,防止设置在该单元内的X射线光学部件的位置违背意图地移动。
权利要求

1.一种X射线光学部件装置,具有:
X射线光学部件单元,具备X射线光学部件以及使该X射线光学部件的位置移动的电动机
电动机控制部,控制所述电动机的工作;以及
连接器,将所述X射线光学部件单元与所述电动机控制部电连接,
所述X射线光学部件装置的特征在于,
所述连接器具有:
电动机用管脚和电动机用端子,在彼此卡合的状态下与所述电动机电连接;以及信号管脚和信号端子,能够彼此卡合并且感测所述连接器的拆卸,
所述连接器能够取得:
连接状态,所述连接状态是所述电动机用管脚被插入于所述电动机用端子并且所述信号管脚被插入于所述信号端子的状态;以及
非连接状态,所述非连接状态是从所述电动机用端子卸下所述电动机用管脚并且从所述信号端子卸下所述信号管脚的状态,
在从所述连接状态向所述非连接状态拆卸所述连接器时,所述信号管脚从所述信号端子脱离的时间点比所述电动机用管脚从所述电动机用端子脱离的时间点早。
2.根据权利要求1所述的X射线光学部件装置,其特征在于,
所述信号管脚的顶端位置比所述电动机用管脚的顶端位置向后方退后,或者,所述信号端子的顶端位置比所述电动机用端子的顶端位置向后方退后。
3.根据权利要求2所述的X射线光学部件装置,其特征在于,
所述电动机控制部在所述连接器处于所述连接状态时能够经由该连接器向所述电动机供给功率,
所述电动机控制部能够感测出所述信号管脚从所述信号端子脱离了,
所述电动机控制部在感测出所述信号管脚从所述信号端子脱离了之后,在所述电动机用管脚从所述电动机用端子脱离之前,进行用于停止向所述电动机的功率供给的控制。
4.根据权利要求3所述的X射线光学部件装置,其特征在于,
所述电动机控制部具有包含晶体管的电动机驱动电路
用于停止向所述电动机的功率供给的控制为关闭所述晶体管的栅极的控制。
5.根据权利要求4所述的X射线光学部件装置,其特征在于,
具有:偏心凸轮,被固定于所述电动机的输出轴;可动构件,被固定于所述X射线光学部件,并且,与所述偏心凸轮的凸轮面接触;以及弹性施构件,利用弹力将该可动构件按压于所述凸轮面,
通过使所述电动机的输出轴转动来使所述偏心凸轮转动,利用该偏心凸轮的转动使所述可动构件移动,利用该可动构件的移动调整所述X射线光学部件的位置。
6.一种X射线分析装置,其特征在于,具有:
X射线源,产生向样品入射的X射线;
X射线检测单元,对从样品射出的X射线进行检测;以及
根据权利要求5所述的X射线光学部件装置,具备在从所述X射线源到所述X射线检测单元的X射线光路上配置的X射线光学部件作为所述X射线光学部件。
7.根据权利要求1所述的X射线光学部件装置,其特征在于,
所述电动机控制部在所述连接器处于所述连接状态时能够经由该连接器向所述电动机供给功率,
所述电动机控制部能够感测出所述信号管脚从所述信号端子脱离了,
所述电动机控制部在感测出所述信号管脚从所述信号端子脱离了之后,在所述电动机用管脚从所述电动机用端子脱离之前,进行用于停止向所述电动机的功率供给的控制。
8.根据权利要求1所述的X射线光学部件装置,其特征在于,
具有:偏心凸轮,被固定于所述电动机的输出轴;可动构件,被固定于所述X射线光学部件,并且,与所述偏心凸轮的凸轮面接触;以及弹性施力构件,利用弹力将该可动构件按压于所述凸轮面,
通过使所述电动机的输出轴转动来使所述偏心凸轮转动,利用该偏心凸轮的转动使所述可动构件移动,利用该可动构件的移动调整所述X射线光学部件的位置。
9.一种X射线分析装置,其特征在于,具有:
X射线源,产生向样品入射的X射线;
X射线检测单元,对从样品射出的X射线进行检测;以及
根据权利要求1所述的X射线光学部件装置,具备在从所述X射线源到所述X射线检测单元的X射线光路上配置的X射线光学部件作为所述X射线光学部件。

说明书全文

X射线光学部件装置以及X射线分析装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用连接器将单色仪(monochromator)等这样的X射线光学部件与控制部连接而成的X射线光学部件装置。此外,本发明涉及一种使用该X射线光学部件装置而成的X射线分析装置。

背景技术

[0002] 历来,作为使用了X射线光学部件装置的X射线分析装置,已知在专利文献1中公开了的装置。在该X射线分析装置中,作为X射线光学部件,例示了狭缝(slit)、单色仪等。此外,在专利文献1中,作为具备X射线光学部件的X射线光学部件单元,使用了被称为盒子(box)、适配器(adapter)等的单元。而且,采用了将盒子、适配器等这样的X射线光学部件单元装卸于作为测器的测角仪(goniometer)的结构。
[0003] 在该X射线分析装置中,根据X射线光学部件单元所内置的X射线光学部件的种类,准备了多种X射线光学部件单元,在进行特定的测定的情况下,从这些多种X射线光学部件单元中选择适合于测定的种类的X射线光学部件单元并安装于测角仪。此外,在变更测定的种类时,将X射线光学部件单元更换为另外的X射线光学部件单元。
[0004] 在专利文献1中公开的X射线分析装置中,实际上,电线电缆从X射线光学部件单元延伸出,用于对X射线光学部件单元内的部件的工作进行控制的控制部被设置于测角仪的适当的位置,并且,利用连接器将从X射线光学部件单元延伸出的电线电缆与上述的控制部电连接。
[0005] 在将X射线光学部件单元更换为另外的X射线光学部件单元的情况下,进行以下这样的作业:从控制部拆卸属于想要更换的X射线光学部件单元的连接器,从测角仪拆卸该X射线光学部件单元,将新的X射线光学部件单元安装于测角仪,然后,将属于该新的X射线光学部件单元的连接器重新连接于控制部。
[0006] 通常,连接器通过将多个管脚插入到多个端子来完成设备间的电连接。在专利文献1中公开的X射线分析装置中所使用的连接器中,多个管脚的长度彼此相等,并且,这些管脚的顶端的位置为相同的位置。此外,多个端子的长度也彼此相等,并且,这些端子的顶端的位置也为相同的位置。
[0007] 可是,在X射线光学部件单元的内部,有时在X射线光学部件以外设置有用于移动该X射线光学部件以便进行位置调整的电动机(例如步进电动机)。在像这样电动机被设置在X射线光学部件单元的内部的情况下,在如上述那样多个管脚以及多个端子的顶端的位置全部为相同的位置时,当在电动机被控制为静止状态的状态下拆卸连接器时,会产生起因于反电动势以及浪涌(surge)电流(即,在短时间内剧烈地波动的电流),原本应该静止的电动机的输出轴转动的问题。此外,根据情况,会产生控制电动机的控制电路损坏的问题。
[0008] 接着,根据专利文献2,公开了通过长管脚和短管脚来形成连接器,由此,进行热插拔的技术。此外,在专利文献2中,提出了用于防止热插入时和热拔出时的错误动作的电路结构。再有,热插拔是指能够在不切断装置整体的电源的情况下从装置整体拔下装置的结构单元的1个连接器的技术。可是,在专利文献2中,并未涉及在电动机被设置于结构单元内的情况下将热插拔的技术与电动机的工作关联起来进行利用的情况。
[0009] 接着,根据专利文献3,公开了用于对将电子设备中使用的外部存储装置向连接器插入和拔出进行检测的插拔检测装置。具体地,公开了通过不是进行关于连接器的机械结构的改良而是对附属于外部存储装置的电路结构进行改良来使安全的插拔成为可能的装置。可是,在专利文献3中,也未涉及在电动机被设置于结构单元内的情况下将热插拔的技术与电动机的工作关联起来进行利用的情况。
[0010] 接着,根据专利文献4,公开了具备能够进行热插拔的结构部件的系统。具体地,使用具有长管脚和短管脚的连接器来实现热插拔的技术。可是,在专利文献4中,也未涉及在电动机被设置于结构单元内的情况下将热插拔的技术与电动机的工作关联起来进行利用的情况。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1:日本特开2008–057989号公报
[0014] 专利文献2:日本特开2007–094975号公报;
[0015] 专利文献3:国际公开WO2008/142742;
[0016] 专利文献4:美国专利说明书6, 528, 904;
[0017] 专利文献5:日本特开平01–156643号公报。

发明内容

[0018] 发明要解决的课题
[0019] 本发明是鉴于以往装置中的上述的问题而完成的,其目的在于,能够在不切断装置整体的电源的情况下进行各种X射线光学部件单元的更换,以及防止在对内置有用于调整X射线光学部件的位置的电动机的X射线光学部件单元进行更换时设置在该单元内的X射线光学部件的位置违背意图地移动。
[0020] 用于解决课题的方案
[0021] 本发明的X射线光学部件装置是,一种X射线光学部件装置,具有:X射线光学部件单元,具备X射线光学部件以及使该X射线光学部件的位置移动的电动机;电动机控制部,控制所述电动机的工作;以及连接器,将所述X射线光学部件单元与所述电动机控制部电连接,所述X射线光学部件装置的特征在于,所述连接器具有:电动机用管脚和电动机用端子,在彼此卡合的状态下与所述电动机电连接;以及信号管脚和信号端子,能够彼此卡合并且感测所述连接器的拆卸,所述连接器能够取得:连接状态,所述连接状态是所述电动机用管脚被插入于所述电动机用端子并且所述信号管脚被插入于所述信号端子的状态;以及非连接状态,所述非连接状态是从所述电动机用端子卸下所述电动机用管脚并且从所述信号端子卸下所述信号管脚的状态,在从所述连接状态向所述非连接状态拆卸所述连接器时,所述信号管脚从所述信号端子脱离的时间点比所述电动机用管脚从所述电动机用端子脱离的时间点早。
[0022] 根据该X射线光学部件装置,在拆卸连接器时,信号管脚与信号端子的电接触比电动机用管脚与电动机用端子的电接触解除得早,因此,在产生来自电动机的反电动势或浪涌电流之前,能够在不切断功率供给线的情况下通过供电路径的控制来停止向电动机的功率供给。由此,防止X射线光学部件(例如反射镜)由于反电动势而违背意图地在位置上移动或者内部电路由于浪涌电流而损坏等。
[0023] 在本发明的X射线光学部件装置中,能够使所述信号管脚的顶端位置比所述电动机用管脚的顶端位置向后方退后,或者,使所述信号端子的顶端位置比所述电动机用端子的顶端位置向后方退后。
[0024] 在本发明的X射线光学部件装置中,所述电动机控制部在所述连接器处于所述连接状态时能够经由该连接器向所述电动机供给功率,所述电动机控制部能够感测出所述信号管脚从所述信号端子脱离了,所述电动机控制部能够在感测出所述信号管脚从所述信号端子脱离了之后,在所述电动机用管脚从所述电动机用端子脱离之前,进行用于停止向所述电动机的功率供给的控制。
[0025] 在本发明的X射线光学部件装置中,所述电动机控制部能够具有包含晶体管的电动机驱动电路。而且,用于停止向所述电动机的功率供给的控制能够为关闭所述晶体管的栅极的控制。
[0026] 本发明的X射线光学部件装置能够还具有:偏心凸轮,被固定于所述电动机的输出轴;可动构件,被固定于所述X射线光学部件,并且,与所述偏心凸轮的凸轮面接触;以及弹性施构件,利用弹力将该可动构件按压于所述凸轮面。而且,能够通过使所述电动机的输出轴转动来使所述偏心凸轮转动,利用该偏心凸轮的转动使所述可动构件移动,利用该可动构件的移动调整所述X射线光学部件的位置。
[0027] 使用了偏心凸轮、可动构件、弹性施力构件的上述的机构是所谓的正弦规机构。关于正弦规机构,例如,在专利文献5中进行公开。在正弦规机构中,可动构件不是在电动机的输出轴的推力方向上移动,而是相对于输出轴在半径方向上移动,因此,在从X射线分析装置拆卸所述X射线光学部件单元的情况下,即使在该拆卸了的状态下,也能够可靠地将所述X射线光学部件的位置原封不动地保持为拆卸时的位置。
[0028] 接着,本发明的X射线分析装置的特征在于,具有:X射线源,产生向样品入射的X射线;X射线检测单元,对从样品射出的X射线进行检测;以及X射线光学部件装置,包含在从所述X射线源到所述X射线检测单元的X射线光路上配置的X射线光学部件,所述X射线光学部件装置由在以上记载了的各种结构的X射线光学部件装置构成。
[0029] 发明的效果
[0030] 根据本发明的X射线光学部件装置,在拆卸连接器时,信号管脚与信号端子的电接触比电动机用管脚与电动机用端子的电接触解除得早,因此,在产生来自电动机的反电动势或浪涌电流之前,能够在不切断功率供给线的情况下通过供电路径的控制来停止向电动机的功率供给。由此,能够防止X射线光学部件(例如反射镜)由于反电动势而违背意图地在位置上移动或者内部电路由于浪涌电流而损坏。附图说明
[0031] 图1是示出本发明的X射线光学部件装置以及X射线分析装置的一个实施方式的图。
[0032] 图2是图1的X射线分析装置的平面图。
[0033] 图3是示出本发明的X射线光学部件装置的一个实施方式的图。
[0034] 图4是示出本发明的X射线光学部件装置的另一实施方式的图。
[0035] 图5A是作为图3以及图4的主要部分的连接器的一个实施方式的整体的局部剖开侧面图。
[0036] 图5B是沿着图5A的J–J线的端面图。
[0037] 图6是与图3以及图4的结构对应的电路图。
[0038] 图7A是使用图1的X射线分析装置来进行的作业的工序图,并且是特别地示出在使连接器连接时的工序的工序图。
[0039] 图7B是使用图1的X射线分析装置来进行的作业的工序图,并且是特别地示出在解除连接器的连接时的工序的工序图。
[0040] 附图标记的说明
[0041] 1. X射线分析装置、2. 入射侧臂、3. 光接收侧臂、4. 测角仪、7. Z轴台、8. 样品台、9. 样品板、10. 样品架、11. 上下驱动装置、14. θ旋转系统、15. 2θ旋转系统、16. 入射光学系统、17. X射线管、18. CBO单元、19. 入射侧第一光学元件、20. 入射狭缝盒子、23. 接口基板、24. 电线电缆、25. 连接器、25a. 管脚侧连接器、25b. 端子侧连接器、28. 狭缝插入口、29. 选择狭缝、30. 元件底座、31. 狭缝插入口、32. 长尺寸限制狭缝、35. 光接收光学系统、36. 第一光接收狭缝盒子、37. 光接收侧第二光学元件、38. 光接收侧第三光学元件、39. 第二光接收狭缝盒子、40. 衰减器盒子、41. X射线检测器、44. 狭缝插入口、45. Kβ过滤器、46. ROD适配器、47. RPS适配器、50. 狭缝插入口、51. 高度限制狭缝、
52. 接口基板、53. 电线电缆、56. 多层膜反射镜、57. 电动机、57a. 输出轴、57b. 定子
57c. 转子、57a. 输出轴、58. 偏心凸轮、58a. 凸轮面、59. 可动构件、60. 压缩弹簧(弹性施力构件)、61. 线、63. 电动机控制部、64. 光接收狭缝、66. 线圈、67. 驱动器、68. 驱动控制电路、69. 布线、72. 栅极、d. 距离、F. X射线焦点(X射线源)、K1~K6. 定子线圈端子、P11~P44. 管脚、S. 样品28、T11~T44. 端子、Tr1~Tr4. 开关电路、V0, V1. 电压、X0. 样品中心轴线。

具体实施方式

[0042] 以下,基于实施方式对本发明的X射线光学部件装置以及X射线分析装置进行说明。再有,显然,本发明并不被限定于该实施方式。此外,在附加到本说明书的附图中,存在为了易懂地示出特征的部分而以与实际的部分不同的比率示出结构要素的情况。
[0043] 图1和图2示出本发明的X射线分析装置的一个实施方式。在此示出的X射线分析装置1具有测角仪(测角器)4,所述测角仪(测角器)4具有入射侧臂2和光接收侧臂3。在测角仪4的中心部分装配有Z轴台7。在该Z轴台7装配有样品台8。在该样品台8装配有样品板9。作为测定对象的样品S被填充于样品架10。该样品架10被放置在样品板9之上。Z轴台7、样品台8、样品板9以及样品架10的每一个为配件(attachment)之一。
[0044] 在Z轴台7附设有上下驱动装置11(参照图2)。利用该上下驱动装置11使Z轴台7向上下方向(在图1中以箭头A示出的上下方向、在图2中贯通纸面的方向)移动,由此,能够调整样品S的上下方向的位置。也就是说,Z轴台7作为用于进行样品S的上下位置的调整的样品上下位置调整部来发挥作用。
[0045] 在本实施方式中,作为配件,例示了Z轴台7、样品台8、样品板9以及样品架10。可是,作为配件,除了这些以外,还有各种各样的配件。例如,作为其它的配件,考虑样品转换器(sample changer)、样品的摇动机构等。
[0046] 在入射侧臂2连接有θ旋转系统14。在光接收侧臂3连接有2θ旋转系统15。入射侧臂2被θ旋转系统14驱动,并且,以通过样品S的表面的平轴线即样品中心线X0为中心像箭头B–B所示那样旋转移动。光接收侧臂3被2θ旋转系统15驱动,并且,以样品轴线X0为中心像箭头C–C所示那样旋转移动。
[0047] θ旋转系统14以及2θ旋转系统15能够通过任意结构的旋转驱动结构来构成。在本实施方式中,采用如下这样的旋转系统:将能够控制旋转角度的电动机例如伺服电动机、脉冲电动机等作为动力源,将其动力经由包括蜗杆(worm)和蜗轮(worm wheel)的动力传递系统向各臂传递。
[0048] (入射光学系统)
[0049] 入射侧臂2支承着入射光学系统16。入射光学系统16具有X射线管17、CBO(Cross Beam Optics,交叉束流光学)单元18、入射侧第一光学元件19以及入射狭缝盒子20。X射线管17在内部具有作为X射线源的X射线焦点F。CBO单元18、入射侧第一光学元件19以及入射狭缝盒子20分别作为X射线光学部件单元来发挥作用。
[0050] (CBO单元)
[0051] CBO单元18是用于形成与测定的类别(例如,粉末测定、小角度散射测定、微小部测定、面内测定等)的每一个对应的强度以及剖面形状的X射线的单元。CBO单元18如图3所示那样在内部具有作为X射线光学部件的多层膜反射镜56。此外,在CBO单元18中内置有调整多层膜反射镜56的位置的电动机57。
[0052] 在电动机57的输出轴57a固定有偏心凸轮58。从多层膜反射镜56延伸出的可动构件59被作为弹性施力构件的压缩弹簧60的弹簧力(即弹力)按压于偏心凸轮58的外周面、即凸轮面58a。可动构件59为圆柱形状、圆筒形状、棱柱形状、方管形状或平板形状。可动构件59能够以通过多层膜反射镜56的X射线反射面的中心并且向贯通图3的纸面的方向延伸的线61为中心像箭头D–D所示那样摇动。通过使电动机57的输出轴57a像箭头E–E’那样顺逆时针旋转,从而能够使与可动构件59成为整体的多层膜反射镜56像箭头G–G’那样旋转摇动以便进行位置调整。使用了偏心凸轮58、可动构件59以及压缩弹簧60的上述摇动机构有时被称为正弦规(sine bar)机构。
[0053] 用于对电动机57的输出轴57a的旋转进行控制的电动机控制部63被内置在接口基板23中。电动机控制部63具有对电动机57进行驱动的驱动器67以及由微型计算机形成的驱动控制电路68。电动机57与电动机控制部63内的驱动器67通过电线电缆24以及布线69连接。此外,电动机控制部63内的驱动控制电路68通过电线电缆24以及布线69与例如电压0V连接。电线电缆24与接口基板23通过连接器25连接。在本实施方式中,电线电缆24、连接器25以及接口基板23的机械结构如图1的X射线分析装置1的入射侧(左侧)的下部所示。
[0054] CBO单元18还具有狭缝插入口28。能够向该狭缝插入口28插入选择狭缝29。所插入的选择狭缝29位于多层膜反射镜的X射线射出侧。
[0055] 作为能够成为选择狭缝29的部件,例如,考虑下面4种狭缝。
[0056] (1)选择狭缝BB
[0057] (2)选择狭缝PB
[0058] (3)选择狭缝SA
[0059] (4)选择狭缝MA
[0060] 再有,BB是聚焦法用的狭缝,PB是平行光束法用的狭缝,SA是小角度散射测定用的狭缝,MA是微小部测定用的狭缝。选择狭缝SA是将选择狭缝PB的狭缝宽度变窄的选择狭缝。选择狭缝MA是将选择狭缝PB的长度变短的选择狭缝。也有在装配CBO单元18的位置代替CBO单元18而配置中空的的情况。这样的中空的块有时被称为入射路径。
[0061] (入射侧第一光学元件)
[0062] 入射侧第一光学元件19以能够装卸的方式装配在元件底座30之上。作为入射侧第一光学元件19,例如,应用下面的X射线光学要素。
[0063] (1)双晶体单色仪Ge(220)×2
[0064] (2)双晶体单色仪Ge(400)×2
[0065] (3)四晶体单色仪Ge(220)×4
[0066] (4)四晶体单色仪Ge(400)×4
[0067] (5)索拉狭缝(Soller Slit)开口(Open)
[0068] (6)索拉狭缝5度
[0069] (7)索拉狭缝2.5度
[0070] (8)面内PSC(Parallel Slit Collimator,平行狭缝准直器)1.0度[0071] (9)面内PSC 0.5度
[0072] (10)面内PSC 0.15度
[0073] 单色仪被直接装配在元件底座30之上。索拉狭缝以及面内PSC被装配于在元件底座30之上装配的单色仪,或者经由专用的IPS(Incident Parallel Slit)适配器(入射平行狭缝适配器)装配于元件底座30。在装配入射侧第一光学元件19的位置,有时不设置单色仪、索拉狭缝或PSC。此外,有时不装配IPS适配器。
[0074] (入射狭缝盒子)
[0075] 入射狭缝盒子20具有狭缝插入口31。在该狭缝插入口31能够插入长尺寸限制狭缝32。作为能够成为长尺寸限制狭缝32的部件,例如,有下面的狭缝。
[0076] (1)长尺寸限制狭缝0.5mm
[0077] (2)长尺寸限制狭缝2mm
[0078] (3)长尺寸限制狭缝5mm
[0079] (4)长尺寸限制狭缝10mm
[0080] (5)长尺寸限制狭缝15mm
[0081] 在入射狭缝盒子20中内置有用于使狭缝开闭的电动机。用于控制该电动机的输出轴的旋转的驱动器被内置在接口基板23中。上述的电动机与基板23内的驱动器通过电线电缆24连接。电线电缆24与接口基板23通过连接器25连接。
[0082] 在本实施方式中,为了感测装配在元件底座30上的第一光学元件19的种类名称是什么,采用通过设置于第一光学元件19的适当的位置的传感器例如光传感器来感测标注于第一光学元件19的适当的位置的标识的方法。而且,为了传输传感器的输出信号,用电线电缆24连结元件底座30与接口基板23,通过电线电缆24以及基板23将元件底座30上的光传感器的输出信号向外部输出。
[0083] (光接收光学系统)
[0084] 在图1中,光接收侧臂3支承着光接收光学系统35。光接收光学系统35具有第一光接收狭缝盒子36、光接收侧第二光学元件37、光接收侧第三光学元件38、第二光接收狭缝盒子39、衰减器盒子40以及X射线检测器41。第一光接收狭缝盒子36、光接收侧第二光学元件37、光接收侧第三光学元件38、第二光接收狭缝盒子39以及衰减器盒子40分别作为X射线光学部件单元来发挥作用。
[0085] (第一光接收狭缝盒子)
[0086] 例如如图4所示,第一光接收狭缝盒子36内置有作为X射线光学部件的光接收狭缝64以及该狭缝开闭用的电动机57。电动机57的输出轴57a与光接收狭缝64啮合。通过使电动机57的输出轴57a绕自身的中心线顺逆时针旋转,从而能够使光接收狭缝64像箭头H–H’那样开闭移动。再有,作为光接收狭缝64的开闭机构,也可以采用图3所示的正弦规机构。
[0087] 用于对电动机57的输出轴57a的旋转进行控制的电动机控制部63被内置在接口基板52中。电动机控制部63具有对电动机57进行驱动的驱动器67以及由微型计算机形成的驱动控制电路68。电动机57与电动机控制部63内的驱动器67通过电线电缆53以及布线69连接。此外,电动机控制部63内的驱动控制电路68通过电线电缆53以及布线69与例如电压0V连接。电线电缆53与接口基板52通过连接器25连接。在本实施方式中,电线电缆53、连接器25以及接口基板52的机械结构如图1的X射线分析装置1的光接收侧(右侧)的下部所示。
[0088] 此外,第一光接收狭缝盒子36具有狭缝插入口44。在该狭缝插入口44能够插入Kβ过滤器45。
[0089] (光接收侧第二光学元件)
[0090] 光接收侧第二光学元件37以能够装卸的方式装配在ROD适配器(光接收光学元件适配器)46之上。作为光接收侧第二光学元件37,例如,应用下面的X射线光学要素。
[0091] (1)PSA(Parallel Slit Analyzer,平行狭缝分析仪)开口
[0092] (2)PSA 1.0度
[0093] (3)PSA 0.5度
[0094] (4)PSA 0.114度
[0095] (5)PSA 0.05度
[0096] (6)真空路径
[0097] 再有,有时不在ROD适配器46之上装配PSA而保持空位的状态。
[0098] (光接收侧第三光学元件)
[0099] 光接收侧第三光学元件38以能够装卸的方式装配在RPS适配器(光接收平行狭缝适配器)47之上。作为光接收侧第三光学元件38,例如,应用下面的X射线光学要素。
[0100] (1)索拉狭缝5度
[0101] (2)索拉狭缝2.5度
[0102] (3)面内PSA(Parallel Slit Analyzer)1.0度
[0103] (4)面内PSA 0.5度
[0104] (5)面内PSA 0.114度
[0105] 再有,有时不设置RPS适配器47其本身。此外,有时不在RPS适配器47上装配索拉狭缝或面内PSA而保持空位的状态。
[0106] (第二光接收狭缝盒子)
[0107] 在第二光接收狭缝盒子39的内部设置有光接收狭缝。此外,在第二光接收狭缝盒子39的内部设置有用于开闭狭缝的电动机。使用了这些光接收狭缝以及电动机的结构能够采用在图4中所说明的结构。此外,作为光接收狭缝的开闭机构,也可以采用图3所示的正弦规机构。
[0108] 此外,在第二光接收狭缝盒子39设置有狭缝插入口50。在该狭缝插入口50能够插入高度限制狭缝51。也有不在狭缝插入口50插入高度限制狭缝51的情况。
[0109] (衰减器盒子)
[0110] 在衰减器盒子40的内部设置有衰减器。此外,在衰减器盒子40的内部设置有用于切换衰减器的种类的电动机。
[0111] 在本实施方式中,为了感测装配在ROD适配器46上的第二光学元件37的种类是什么,以及为了感测装配在RPS适配器47上的第三光学元件38的种类是什么,采用通过光传感器来感测标识的方法。因此,用电线电缆53连结ROD适配器46与基板52,进而用电线电缆53连结RPS适配器47与基板52,通过电线电缆53以及基板52将各适配器46、47上的光传感器的输出信号向外部输出。
[0112] 在接口基板23、θ旋转系统14、2θ旋转系统15以及接口基板52的每一个进而连接有未图示的信号输入输出线。该信号输入输出线例如与由微型计算机形成的控制器连接。而且,该控制器进而与例如个人计算机连接。
[0113] (测定类别)
[0114] 在本实施方式中,在X射线分析装置1中适当地更换X射线光学部件单元(即,CBO单元18、入射侧第一光学元件19、入射狭缝盒子20、第一光接收狭缝盒子36、光接收侧第二光学元件37、光接收侧第三光学元件38、第二光接收狭缝盒子39、衰减器盒子40等),由此,能够进行各种测定。例如,能够进行聚焦法测定、反射率测定、小角度散射测定、微小部测定、其它的各种各样的测定。
[0115] 为了进行这些测定,更换X射线光学部件单元,由此,适当地更换其内部的X射线光学部件,构成最合适的光学系统。例如,在进行聚焦法测定、反射率测定以及小角度散射测定的情况下,在图1所示的X射线分析装置1中,选择性地使用以下的表中示出的X射线光学部件。
[0116] (1)测定类别=简易广角测定(聚焦法),样品=填充到玻璃样品板中的粉末样品[0117] 。
[0118] (2)测定类别=反射率测定(高分辨率),样品=1cm×1cm的薄膜样品[0119] 。
[0120] (3)测定类别=透射小角度散射测定,样品=封入到毛细管中的纳米粒子[0121] 。
[0122] 如图1以及图3所示,在本实施方式中,作为入射侧的X射线光学部件单元的CBO单元18、入射侧第一光学元件19以及入射狭缝盒子20经由电线电缆24以及连接器25与接口基板23连接。此外,如图1以及图4所示,作为光接收侧的X射线光学部件单元的第一光接收狭缝盒子36、光接收侧第二光学元件37、光接收侧第三光学元件38、第二光接收狭缝盒子39以及衰减器盒子40经由电线电缆53以及连接器25与接口基板52连接。
[0123] 连接器25具有图5A以及图5B所示的结构。图5A是将连接器25的一部分剖开后的侧面图。图5B是沿着图5A的J–J线的连接器25的端面图。在这些图中,连接器25由管脚侧连接器25a和端子侧连接器25b构成。如图3以及图4所示,管脚侧连接器25a被装配于接口基板23、52,端子侧连接器25b被设置在电线电缆24、53的顶端。
[0124] 在图5B中,在端子侧连接器25b的连接面侧的端部设置有多个、在本实施方式中为20个端子T11~T44。在此,标注在附图标记T处的两位数字表示端子的位置。例如,T11表示图5B的从上方起第一行且从左侧起第一列的端子,T44表示第四行第四列的端子。此外,在管脚侧连接器25a的连接面侧的端部,在与端子T11~T44的每一个对应的位置设置有管脚P11~P44。在图5A中示出这些管脚中的P12、P23、P33、P42。
[0125] 在图3中设置在作为X射线光学部件单元的CBO单元18的内部的电动机57以及在图4中设置在作为X射线光学部件单元的第一光接收狭缝盒子36的内部的电动机57如图6所示那样由具有定子57b和转子57c的脉冲电动机形成。输出轴57a与转子57c成为整体。
[0126] 设置于定子57b并且用于形成旋转磁场的线圈66具有6个输入端子K1~K6,这些端子分别与管脚P24、P34、P42、P43、P13、P33这6个管脚连接。在下文中,有时将与电动机57连接的管脚称为电动机用管脚。
[0127] 在图3中设置在接口基板23的内部的驱动器67如图6所示那样具有每一个包含晶体管的4个开关电路Tr1~Tr4。开关电路Tr1~Tr4分别具有栅极72,这些栅极72分别与端子侧连接器25b的端子T24、T34、T43、T42连接。开关电路Tr1~Tr4按照来自驱动控制电路68的指示通过栅极72将电动机驱动用电压V0向端子T24、T34、T43、T42传输。
[0128] 定子线圈66的中间端子K5、K6分别经由连接器25的管脚P13、P33以及端子T13、T33与电动机驱动用电压V1连接。开关电路Tr1~Tr4按照来自驱动控制电路68的指示使电动机驱动用电压V1从定子线圈66经由连接器25的管脚P24、P34和端子T24、T34的结合以及P43、P42和端子T43、T42的结合通过栅极72向电压V0连接。通过该连接,电动机驱动电流流向电动机57。在下文中,有时将与电动机57连接的端子T13、T24、T34、T43、T42、T33等称为电动机用端子。
[0129] 关于在图5B中位于端子侧连接器25b的连接面的中央区域的端子T23,如图5A所示那样,通过使其长度变短,从而其顶端位置比其它端子的顶端位置向后方退后距离d。该距离d例如为1.4mm左右。插入于端子T23的管脚P23的顶端位置与其它管脚的顶端位置相同。管脚P23以及端子T23是用于感测连接器25是处于连接状态还是处于非连接状态的管脚以及端子。因此,在下文的说明中,有时将管脚P23以及端子T23分别称为信号管脚P23以及信号端子T23。
[0130] 如上所述,信号端子T23的顶端位置比其它端子退后,信号管脚P23的顶端位置与其它管脚相同,因此,在将管脚侧连接器25a插入于端子侧连接器25b而将两者连接时,在信号管脚P23和信号端子T23以外的管脚和端子的连接开始之后,在经过了规定的时间之后,开始信号管脚P23与信号端子T23的连接。
[0131] 另一方面,在从端子侧连接器25b拆卸管脚侧连接器25a时,在从信号管脚P23与信号端子T23的连接脱离起经过规定时间后,信号管脚P23和信号端子T23以外的管脚和端子的连接脱离。实际上,认为人将管脚侧连接器25a从端子侧连接器25b机械地完全拔出会花费50msec~100msec左右的时间。而且,认为从人将管脚侧连接器25a从端子侧连接器25b开始卸下起直至全部的管脚与端子的电连接脱离会花费5msec左右。而且,认为从人将管脚侧连接器25a从端子侧连接器25b开始卸下起直至信号管脚P23与信号端子T23的连接脱离所需要的时间为不足1msec。
[0132] 在图6中,信号管脚P23例如与电压0V连接,信号端子T23与驱动控制电路68连接。驱动电路68在信号管脚P23与信号端子T23处于连接状态时识别为连接器25处于连接状态,在信号管脚P23与信号端子T23处于脱离状态时识别为连接器25处于非连接状态。
[0133] 在本实施方式中,属于电动机57的管脚P13、P24、P34、P43、P42、P33以及信号管脚P23以外的管脚和属于电动机57的端子T13、T24、T34、T43、T42、T33以及信号端子T23以外的端子被用于电动机的控制以外的用途。作为这样的用途,例如在来自用于对反射镜、单色仪、狭缝等这样的X射线光学部件的位置进行感测的传感器的信号的授受中使用。
[0134] 由于本实施方式是如以上那样构成的,所以在对连接器25进行连接时,如图7A所示,最初是信号管脚P23与信号端子T23处于脱离状态,因此,驱动控制电路68识别出连接器25处于非接触状态(工序P1)。之后,作业者在图6中将管脚侧连接器25a向端子侧连接器25b插入(工序P2)。当信号管脚P23被插入于信号端子T23时,驱动控制电路68对该情况进行感测(工序P3)。
[0135] 感测出信号管脚P23与信号端子T23的连接的驱动控制电路68在从该感测起规定时间之后、例如3秒之后开始驱动器67的控制(工序P4)。在该控制中,开关电路Tr1~Tr4以规定的定时使栅极72依次导通/截止,由此,在电动机57的定子57b形成旋转磁场,转子57c、因此输出轴57a旋转。通过该旋转,调整例如图3的多层膜反射镜56的位置。
[0136] 在图6中,在拆卸连接器25时,如图7B所示,驱动控制电路68识别出连接器25最初处于接触状态(工序P11)。之后,作业者从端子侧连接器25b拆卸管脚侧连接器25a(工序P12)。于是,首先,信号管脚P23与信号端子T23的接触脱离,该意思的信号(脱离信号)进入到驱动控制电路68(工序P13)。之后,在信号管脚P23和信号端子T23以外的管脚和端子的接触脱离之前,驱动控制电路68使驱动器67停止(工序P14)。具体地,将各开关电路Tr1~Tr4的栅极72关闭来停止向各定子线圈的功率供给、即向电动机57的功率供给(工序P15)。而且之后,管脚侧连接器25a从端子侧连接器25b机械地完全脱离,变为能够将X射线光学部件单元18、36等更换为另外的X射线光学部件单元的状态。(工序P16)
[0137] 然而,在本实施方式的X射线分析装置1中,有时将CBO单元18等这样的X射线光学部件单元暂时从X射线分析装置1拆卸,之后再次将相同的X射线光学部件单元安装到X射线分析装置1的相同位置并进行测定。在这样的情况下,在连接器管脚和连接器端子的顶端的位置为全部管脚和端子都相同的以往的连接器中,在卸下连接器时产生电动机的反电动势,其作为浪涌电流流过,有时电动机的输出轴瞬间违背意图地移动某个角度。
[0138] 因此,在以往的X射线分析装置中,在将X射线光学部件单元再次安装于X射线分析装置时,内置于该X射线光学部件单元的X射线光学部件(例如,反射镜、狭缝、单色仪等)的位置与拆卸前的位置偏离,其结果是,有可能在拆卸X射线光学部件单元之前的测定和再次安装相同的X射线光学部件单元之后的测定中测定条件不同。即使电动机的输出轴的角度的偏离是连1°都不满足的微小的偏离,在X射线分析的领域中这样微小的偏离也对测定结果造成大的坏影响。为了避免这样的坏影响,每当再次安装X射线光学部件单元时,需要对内置在该X射线光学部件单元中的X射线光学部件进行光学的位置调整。
[0139] 此外,在以往的X射线分析装置中,当在卸下连接器时流过的浪涌电流大时,驱动器67或驱动控制电路68有可能损坏。
[0140] 与以上那样的以往的状况相对地,根据本实施方式,在信号管脚P23和信号端子T23脱离的时间点,开关电路Tr1~Tr4的栅极72被关闭,之后,关于电动机57的管脚与端子的连接被解除。因此,不会产生电动机57的反电动势或来自电动机57的浪涌电流。其结果是,在X射线光学部件单元的拆卸以及再次安装时,X射线光学部件不会由于电动机的反电动势等而发生位置偏离。因此,消除了每当再次安装X射线光学部件单元时必须进行X射线光学部件的光学调整的问题。
[0141] 再有,在图3所示的X射线光学部件单元18、即CBO单元18中,通过正弦规方式的机构来驱动作为X射线光学部件的多层膜反射镜56。另一方面,在图4所示的X射线光学部件单元36、即第一光接收狭缝盒子36中,采用了将电动机57的旋转轴57a作为螺旋轴的驱动机构。在图4的驱动机构的情况下,考虑以下的可能性:由于输出轴57a的推力方向(轴的延伸方向)的移动不稳定以及沿着输出轴57a的推力方向存在齿轮的啮合间隙(backlash)的影响,在停止向电动机57的功率供给时,在光接收狭缝64产生位置偏离。
[0142] 与此相对地,如果像图3那样采用正弦规方式的驱动机构,则可动构件59与凸轮面58a抵接、即与输出轴57a从半径方向抵接,因此,电动机57的输出轴57a的推力方向的移动不会对作为X射线光学部件的多层膜反射镜56的移动造成影响,而且由于不使用齿轮,所以齿轮的啮合间隙也不会对多层膜反射镜56的移动造成影响。因此,在停止向电动机57的功率供给时,几乎不会在多层膜反射镜56产生位置偏离,其结果是,在从X射线分析装置1拆卸CBO单元18时,即使在该拆卸了的状态下,也能够将多层膜反射镜56的位置保持为拆卸时的位置,非常方便。
[0143] (其它实施方式)
[0144] 以上,举出优选的实施方式并说明了本发明,但是,本发明并不被限定于该实施方式,在权利要求书所记载的发明的范围内能够进行各种各样的改变。
[0145] 例如,在图6所示的实施方式中,在X射线光学部件单元18、36侧设置有连接器管脚P11~P44,在接口基板23、52侧设置有连接器端子T11~T44。可是,能够与此相反地在X射线光学部件单元18、36侧设置连接器端子T11~T44并且在接口基板23、52侧设置连接器管脚P11~P44。
[0146] 此外,在图5A所示的实施方式中,通过使信号端子T23的顶端位置比其它端子退后,从而使在该端子处的拆卸完成信号(即连接解除信号)的产生的定时比在其它管脚和端子处的拆卸完成信号的产生早。可是,代替使端子的顶端位置退后,利用使信号管脚P23的顶端位置相对于其它管脚退后的结构,也能够取得同样的作用效果。
[0147] 此外,在上述的实施方式中,针对图1所示的结构的X射线分析装置1应用了本发明,但是,本发明也能够应用于具有图1的X射线分析装置1以外的结构的X射线分析装置。
[0148] 此外,在图6所示的实施方式中,作为停止向电动机57的功率供给的方法,采用了关闭晶体管的栅极的方法,但是,也可以根据需要通过其它的任意的方法来停止向电动机57的功率供给。
[0149] 在图5B所示的实施方式中,在全部端子T11~T44中的大致中央部分设置了信号端子T23。可是,信号端子T23能够相对于其它的端子设置在任意的位置。
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