Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置
【課題】Ｘ線分析と熱分析との両方を同時に行う装置において、それらの分析の測定条件の関連を測定者が容易に、迅速に、且つ正確に把握でき、きめ細かな設定を可能にする。
【解決手段】 Ｘ線分析装置による測定と熱分析装置による測定とが同時に行われるＸ線分析及び熱分析同時分析装置において、Ｘ線分析測定のための測定所条件を記憶するＸ線条件記憶メモリと、熱分析測定のための測定条件を記憶する熱条件記憶メモリと、画像信号に従って画面３３上に画像を表示する画像表示装置とを有し、熱条件記憶メモリに記憶された熱分析測定条件を示す折線グラフＴ及び、Ｘ線条件記憶メモリに記憶されたＸ線分析測定条件を示す複数の縦線Ｘの両方を、画面３３上に同時に表示する。折線グラフＴは温度変化曲線であり、隣接する一対の縦線Ｘは１回のＸ線分析測定が行われるタイミング及び時間を示している。
【解決手段】 Ｘ線分析装置による測定と熱分析装置による測定とが同時に行われるＸ線分析及び熱分析同時分析装置において、Ｘ線分析測定のための測定所条件を記憶するＸ線条件記憶メモリと、熱分析測定のための測定条件を記憶する熱条件記憶メモリと、画像信号に従って画面３３上に画像を表示する画像表示装置とを有し、熱条件記憶メモリに記憶された熱分析測定条件を示す折線グラフＴ及び、Ｘ線条件記憶メモリに記憶されたＸ線分析測定条件を示す複数の縦線Ｘの両方を、画面３３上に同時に表示する。折線グラフＴは温度変化曲線であり、隣接する一対の縦線Ｘは１回のＸ線分析測定が行われるタイミング及び時間を示している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線分析のための測定と熱分析のための測定とを同時に行うＸ線分析及び熱分析同時分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線分析装置は、試料へＸ線を照射したときに該試料から出るＸ線、例えば回折線、散乱線、蛍光Ｘ線等の状態に基づいて、試料の結晶構造、分子構造等を分析する装置である。このようなＸ線分析装置として、例えば、試料から発生する回折線の回折角度及び回折線強度を測定するＸ線回折装置や、試料から発生する散乱線の角度及び強度を測定するＸ線散乱装置や、試料から発生する蛍光Ｘ線を測定する蛍光Ｘ線装置等が知られている。
【０００３】
熱分析装置は、試料の温度を変化させたときに該試料に発生する変化を測定し、その変化に基づいて試料の特性を分析する装置である。このような熱分析装置として、例えば、温度変化に応じた試料の重量変化を測定する熱重量測定（ＴＧ：Thermogravimetry）装置や、周囲温度の変化に応じた標準物質と試料との温度変化の相違を測定する示差熱分析（ＤＴＡ：Differential Thermal Analysis）装置や、周囲温度の変化に応じた標準物質と試料との熱流入量の変化の相違を測定する示差走査熱量分析（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimetry）装置等が知られている。
【０００４】
近年、１つの物質に関する結晶構造変化と、同じ物質の周囲温度の変化に対応した特性変化とを、同時に測定して、それらの測定結果に基づいて該物質を分析する研究が行われている。例えば、製薬の分野では、対象となる物質の結晶構造を知ること、及び温度変化に対応した特性変化を知ること、が重要となっている。
【０００５】
物質の構造変化を知る手段として、Ｘ線回折装置のようなＸ線分析装置が好適である。また、物質の熱的特性を知る手段として、ＤＳＣ装置のような熱分析装置が好適である。１つの物質に対してこれらの装置を用いたそれぞれの分析を行えば、当該物質についての結晶構造についての情報及び熱的特性の情報の両方が得られるので、物質に関する研究、例えば製薬に関する研究を飛躍的に前進させることができる。
【０００６】
このようにＸ線分析と熱分析とを同時に行って、それらの分析結果を表示装置の画面上に同時に表示することにより、物質の特性を迅速且つ正確に把握できるようにしたＸ線分析及び熱分析同時分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２９５２４４号公報（第２〜４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に開示された装置においては、Ｘ線分析結果と熱分析結果とを同時に表示することが開示されているものの、Ｘ線分析のための測定条件と熱分析のための測定条件とをどのように決めるかについては触れられていない。
【０００９】
従来の一般的な測定条件の決め方は、まず、熱分析測定のための温度変化条件を決め、その条件を頭の中に描いたり、ディスプレイの画面上に表示し、その温度変化条件に対応させてＸ線分析測定の条件、例えば２θ角度の測定範囲や、２θ角度走査速度や、サンプリング時間等を電子卓上計算機を用いて測定者が計算によって求め、頭の中で温度変化条件とＸ線分析測定条件とを関連付けて、全体的な測定条件を評価していた。
【００１０】
しかしながら、このような従来の測定条件の決定手法では、複数の測定者間で統一された客観的な測定条件を迅速に、簡単に、且つ正確に決めることが困難であった。また、Ｘ線分析測定と熱分析測定とが目標とする測定条件に沿って行われていることを確認することが難しかった。さらには、測定条件を正確に把握して、それを記憶しておくことが難しかったので、理想とする測定条件を導き出すことが難しく、偶然に頼らざるを得なかった。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、Ｘ線分析と熱分析との両方を同時に行う装置において、それらの分析の測定条件の関連を測定者が容易に、迅速に、且つ正確に把握できるようにすることを目的とする。また、本発明は、Ｘ線分析及び熱分析を目標とする測定条件下で常に安定して客観的に行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置は、試料にＸ線を照射したときに該試料から出るＸ線をＸ線検出手段によって検出するＸ線分析装置と、試料の周囲の温度を変化させたときに該試料に発生する特性変化を検出する熱分析装置と、前記Ｘ線分析装置による測定と前記熱分析装置による測定とが同時に行われるように制御する測定制御手段と、Ｘ線分析測定のための測定条件を記憶するＸ線条件記憶手段と、熱分析測定のための測定条件を記憶する熱条件記憶手段と、画像信号に従って画面上に画像を表示する画像表示装置と、Ｘ線条件記憶手段に記憶されたＸ線分析測定条件及び熱条件記憶手段に記憶された熱分析測定条件の両方をグラフとして前記画像表示装置の画面上に表示させる測定条件表示手段と、前記の測定が行われていない間及び前記の測定が行われている間の少なくとも一方の時間内の任意の時点で、前記測定条件表示手段により前記グラフの表示を行わせる画像表示制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
従来のＸ線分析及び熱分析同時分析装置では、測定者が昇温曲線等といった熱分析測定条件の中で、何本のＸ線回折測定を行うことができるかを頭の中で想像するしかなく、画面上で確認することができなかった。これに対し、本実施形態では、Ｘ線分析測定条件と熱分析条件の両方を画面上にグラフの形で表示する機能を追加したことにより、Ｘ線分析測定の測定条件と熱分析測定の測定条件との関連を視覚で認識することが可能となり、装置の使い勝手が格段に向上した。また、電卓を使った計算と頭の中での想像だけに頼っていた従来方法に比べて、迅速且つ正確な測定条件の設定ができるようになった。
【００１４】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置において、前記熱分析測定条件は温度変化を含むことがあり、前記Ｘ線分析測定条件は試料から出るＸ線を検出するためのＸ線検出手段による測定開始角度から測定終了角度までの角度走査移動時間を含むことがあり、前記測定条件表示手段は縦軸及び横軸の一方に時間をとり他方に温度をとった座標上に、前記温度変化を折線グラフによって表示し、前記角度走査移動時間の開始と終了とのそれぞれを示す線を時間軸上に表示することが望ましい。この構成により、Ｘ線分析測定条件と熱分析測定条件との関連を画面上で非常に容易に把握できる。
【００１５】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置は、試料の周囲の湿度を変化させる湿度変化手段をさらに有することができ、この場合、前記測定条件表示手段は、前記湿度の変化をグラフとして前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件に重ねて表示することが望ましい。
【００１６】
本発明の技術分野において、Ｘ線回折装置と熱分析装置とに湿度の環境を変えて測定する必要がある場合がある。例えば、医薬品や食品は温度や湿度により結晶系が変わることがある。特に日本の気候においては、夏に蒸し暑く、冬はカラカラに乾燥するため、温度や湿度の変化が激しい。そのため、医薬品を合成する際の環境や、医薬品及び食品を保存する際の環境は、劣悪な条件下にあるといえる。そこで、予め様々な雰囲気下での測定を行い、これらの材料が実際の環境下でどのように変化するかを明らかにする必要がある。
【００１７】
そこで、Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置に湿度発生装置を用いて、湿度雰囲気下での物質の熱的変化及び結晶構造変化を評価する必要がある。湿度雰囲気下で、Ｘ線回折分析と熱分析のための測定を同時に行うことにより、物質の熱的変化の前後の当該物質の構造変化を容易に知ることができる。しかしながら、測定条件に湿度が加わると、条件設定が複雑になるので、Ｘ線回折条件、温度条件、及び湿度条件を頭の中で相互に関連付けることが困難になる。
【００１８】
この点に関し、本発明態様によれば、湿度雰囲気の条件が加わった場合でも、測定条件を容易に設定でき、さらに容易に確認できる。また、測定時の進行状況を確認することもでき、さらには、測定結果を逐次、確認することができる。
【００１９】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置において、前記測定条件表示手段は、前記湿度変化を折線グラフによって表示することが望ましい。
【００２０】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置は、前記熱分析装置を用いて熱分析の予備測定を行う予備測定手段をさらに有することができ、この場合、前記測定条件表示手段は、前記予備測定の結果をグラフとして表示することが望ましい。
【００２１】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置において、前記測定条件表示手段は、前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件のグラフ表示に加えて、前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件を入力するための入力画面表示を行うことが望ましい。
【００２２】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置は、前記Ｘ線分析装置による測定データ及び前記熱分析装置による測定データを前記画像表示装置の画面上に表示させる測定データ表示手段をさらに有することができる。そしてこの場合、前記測定データ表示手段は得られた両測定データを逐次に前記画像表示装置へ伝送することにより、前記Ｘ線分析装置及び前記熱分析装置から測定データが得られる毎に該測定データを逐次に画像として表示することが望ましい。
【００２３】
この発明態様によれば、測定の間に逐次に表示される測定結果を観察することにより、測定結果に応じて測定の途中で測定条件の設定を変更することができる。また、測定結果の観察中に、物質の反応が完了したと判断したときには、測定を途中で止めることもできる。
【発明の効果】
【００２４】
従来のＸ線分析及び熱分析同時分析装置では、測定者が昇温曲線や湿度設定曲線の中で、何本のＸ線回折測定を行うことができるかを頭の中で想像するしかなく、画面上で確認することができなかった。これに対し、本実施形態では、画面上の時間軸上に区切り縦線Ｘを描き込む機能を追加したことにより、Ｘ線分析測定の測定条件と熱分析測定の測定条件との関連を視覚で認識することが可能となり、装置の使い勝手が格段に向上した。また、電卓を使った計算と頭の中での想像だけに頼っていた従来方法に比べて、迅速且つ正確な測定条件の設定ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置の一実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示の一例を示す図である。
【図５】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示の他の一例を示す図である。
【図６】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示のさらに他の一例を示す図である。
【図７】本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置の他の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートに対応した画面表示の例を示す図である。
【図９】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示の他の一例を示す図である。
【図１０】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示のさらに他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置の第１実施形態）
図１に示す本実施形態のＸ線分析及び熱分析同時分析装置１は、Ｘ線分析と熱分析との両方を同時に行う装置である。本実施形態では、Ｘ線分析としてＸ線回折を利用した分析を行い、熱分析としてＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry）分析を行うものとする。
【００２７】
Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置１は、隔壁によって内部が外部から隔てられている試料室２を有している。試料室２は、その内部を外部から気密及び液密に隔てていることが望ましい。試料室２は、例えばステンレス鋼等といった金属製の隔壁によって形成されている。試料室２の周囲には、θ−２θゴニオメータ（θ−２θ測角器）３が設けられている。また、試料室２の外部の一方にＸ線源６がゴニオメータ３に支持されて設けられ、反対側の外部にＸ線検出器７がゴニオメータ３に支持されて設けられている。Ｘ線検出器７は、例えばＳＣ（Scintillation Counter）等のような位置分解能を持たない０次元カウンタや、Ｘ線受光素子を２θ角度走査方向に沿って直線的に並べて成る半導体センサ等が用いられる。
【００２８】
θ−２θゴニオメータ３は分析の対象である試料４を支持している。Ｘ線源６の中心と試料４の中心とを結ぶ直線が入射Ｘ線の光軸である。試料４の中心とＸ線検出器７のＸ線取込み領域の中心とを結ぶ直線が、試料４から出るＸ線（いわゆる２次Ｘ線）の光軸である。θ−２θゴニオメータ３は、試料４へ入射するＸ線の入射角度θ及び入射Ｘ線光軸の延長線に対する２次Ｘ線光軸の角度２θの両方を測角する。角度２θはＸ線入射角度θの２倍の角度である。
【００２９】
本実施形態において２次Ｘ線は回折線であるが、仮に、Ｘ線分析がＸ線散乱を利用する分析であれば２次Ｘ線は散乱線であり、Ｘ線分析が蛍光Ｘ線を利用する分析であれば２次Ｘ線は蛍光Ｘ線である。
【００３０】
ゴニオメータ３は、主制御装置１２からの指令に従って角度θ及び角度２θを測角（すなわち、角度の位置決めを）する。角度２θは、試料４から角度２θで出た回折線をＸ線検出器７によって受け取ることができる角度であり、この角度２θは、通常、回折角度２θと呼ばれている。Ｘ線検出器７は試料４から出た回折線を検出して、その回折線の強度を表す電気信号であるＸ線強度信号Ｓ０を出力する。
【００３１】
試料室２を構成している隔壁のうち、入射Ｘ線及び２次Ｘ線の進行経路と交わる部分には、Ｘ線の進行を許容し、内部の気密状態及び液密状態を維持できる材質及び構造のＸ線透過窓が予め設けられている。
【００３２】
試料４に隣接して標準物質８が置かれている。試料４が周囲の温度変化に応じて特性が変化（例えば、溶解による特性変化）する物質であるのに対し、標準物質８は温度変化に対して特性が変化しない物質である。
【００３３】
試料室２の内部に、温度センサ９及び湿度センサ１１が設けられている。温度センサ９は試料４及び標準物質８の温度を検出して電気信号である温度信号Ｓ１として出力する。湿度センサ１１は試料４及び標準物質８の周囲の湿度を検出して電気信号である湿度信号Ｓ２として出力する。温度信号Ｓ１及び湿度信号Ｓ２は主制御装置１２へ伝送される。
【００３４】
試料室２には、ＤＳＣ測定回路１４、温度制御装置１６、及び湿度制御装置１７が付設されている。ＤＳＣ測定回路１４は、試料４及び標準物質８のそれぞれの近傍に配置された熱量検出素子（例えば、熱電対の測温点）を有している。ＤＳＣ測定回路１４は、これらの検出素子を用いて試料４と標準物質８とのそれぞれへ流入する熱量（すなわち、熱流量）の差を検出する。ＤＳＣ測定回路１４はこの熱流量を電気信号である熱量信号Ｓ３として主制御装置１２へ伝送する。
【００３５】
温度制御装置１６は、主制御装置１２からの指令に従って作動して、試料室２の内部の温度（すなわち、試料４及び標準物質８の周囲の温度）を制御する。温度制御装置１６は、例えば通電によって発熱するヒータや、冷却器等を用いて構成されている。冷却器が用いられない場合もある。湿度制御装置１７は、主制御装置１２からの指令に従って作動して、試料室２の内部の湿度（すなわち、試料４及び標準物質８の周囲の湿度）を制御する。主制御装置１２の出力ポートには画像表示装置としてのディスプレイ２３が接続されている。ディスプレイ２３は、例えば液晶表示装置によって構成されている。
【００３６】
主制御装置１２は、例えば図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１８、ＲＯＭ（Read Only Memory）１９、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１、及びメモリ２２を有するコンピュータによって構成されている。図２と図１とにおいて同じ機器は同じ符号を用いて示されている。メモリ２２は、半導体メモリや、ＣＤ（Compact Disk）等といった機械式メモリ、その他任意の構成の記憶媒体によって構成されている。１種類の記憶媒体に限られず、複数種類の記憶媒体によってメモリを構成しても良い。
【００３７】
メモリ２２内には、図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置１の動作を規定する測定制御プログラム２４や、ディスプレイ２３の画面上に画像を表示させるための画像信号を生成する画像表示プログラム２６が格納されている。また、メモリ２２内には条件記憶フィル２７、測定データ記憶ファイル２８、解析データ記憶ファイル２９等の各種ファイル領域が設けられている。
【００３８】
条件記憶フィル２７は、Ｘ線分析測定及び熱分析測定の測定条件や、その他各種の測定条件を記憶するためのファイルである。測定データ記憶ファイル２８は、Ｘ線分析測定及び熱分析測定によって得られたデータであって二次的な処理を受けていないデータ（以下、生データということがある）を記憶するためのファイルである。解析データ記憶ファイル２９は、生データに解析処理が加えられた後のデータ（以下、解析データということがある）を記憶するためのファイルである。解析処理は、例えば、回折プロファイルのピーク処理、回折プロファイルのバックグラウンド処理等である。
【００３９】
Ｘ線分析測定の測定条件としては、（１）図１における回折角度２θの測定開始角度及び測定終了角度、（２）開始角度から終了角度までのＸ線検出器７の走査移動の移動速度、（３）Ｘ線検出器７によって１つの２θ角度に対してＸ線を蓄積させる時間であるサンプリング時間等である。
【００４０】
熱分析測定の測定条件としては、例えば、目標温度の設定と温度上昇速度の設定がある。また、その他の測定条件としては、例えば、目標湿度の設定と湿度上昇速度の設定がある。
【００４１】
Ｘ線分析測定は、例えば、以下のような手順で行われる。すなわち、図１において、温度制御装置１６を作動させて、試料４の周囲の温度を所望の状態で経時的に変化させる。他方、湿度制御装置１７を作動させて、試料４の周囲の湿度を所望の湿度に設定する。これにより、試料４を所望の温度下及び湿度下に置く。
【００４２】
次に、Ｘ線源６から発生したＸ線をスリット、モノクロメータ等といったＸ線光学要素を介して試料４へ照射する。Ｘ線入射角度θ及びＸ線検出器７による回折線取込み角度２θを、所定の走査移動速度で開始角度から終了角度まで走査移動させる。そのＸ線検出器７の走査移動の間、決められたサンプリング時間ごとに回折線の強度Ｉ（２θ）を検出する。回折線強度Ｉ（２θ）は、回折角度２θの開始角度から終了角度までの各回折角度値ごとの強度値である。この回折線強度Ｉ（２θ）がＸ線検出器７からＸ線強度信号Ｓ０として出力される。
【００４３】
熱分析測定は、例えば、以下のような手順で行われる。図１において、試料４及び標準物質８が所望の温度下及び湿度下に置かれた状態において、試料４に流入する熱量と標準物質８に流入する熱量との差をＤＳＣ測定回路１４によって経時的に検出する。つまり、熱流入量の差を時間の経過に対応して検出する。この熱流入量の差がＤＳＣ測定回路１４から熱量信号Ｓ３として出力される。
【００４４】
以下、図２の測定制御プログラム２４及び画像表示プログラム２６によって実現される測定を、図３のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１において、所定位置に試料４（図１）が置かれているかどうかをチェックし、置かれていれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２において、測定条件画面を表示させるための指示が測定者によって行われたかどうかをチェックする。この測定条件画面は測定者が測定条件を設定、編集、確認等する際に使用する画面であり、例えば図４に符号３３で示すような画面である。
【００４５】
測定条件画面３３は、測定条件入力画面３１と測定条件表示画面３２とから成る１つの画像表示となっている。もちろん、測定条件入力画面３１と測定条件表示画面３２とを別々に表示するようにしても良い。測定条件入力画面３１は測定者が測定条件を入力する際に使用する表示である。測定条件表示画面３２は、測定条件入力画面３１を通して入力された測定条件を視覚的に認識できる形で表示するものである。
【００４６】
なお、測定条件表示画面３２をポインタ表示によって画面上で指示することにより入力を行うというプログラムを採用することもでき、この場合には測定条件表示画面３２が測定条件入力画面３１を兼用することになる。
【００４７】
測定条件表示画面３２は、本実施形態の場合、横軸に時間（ｍｉｎ／分）をとり、縦軸に温度（℃）及び湿度（２０℃−％）をとった座標を用いて測定条件をグラフ表示している。この表示において、温度の測定条件は折線グラフＴによって表示され、湿度の測定条件は折線グラフＨｕによって表示され、Ｘ線分析測定の２θ角度の走査開始時点と終了時点とが、複数の平行な縦線Ｘによって時間軸（すなわち横軸）上に表示されている。
【００４８】
この測定条件においては、湿度条件線Ｈｕを見ることにより、ほぼ１０分経過後に湿度が９０％の目標値に達することが分かる。通常の測定では、湿度が９０％に上がった時点以降でＸ線分析測定及び熱分析測定が行われる。また、温度条件線Ｔを見ることにより、湿度が９０％に上がったほぼ１０分後から１５分までが２５℃に保持され、ほぼ２０分から２５分までが５０℃に保持され、ほぼ３０分以降が７０℃に保持されることが分かる。
【００４９】
複数の縦線Ｘに関しては、互いに隣接する２つの線を見たとき、左側の線が２θ角度の走査回転の開始時点を示し、右側の線が走査回転の終了時点を示している。例えば、横軸（時間軸）の１０分後の所の３つの縦線Ｘ１、Ｘ２及びＸ３を考えたとき、Ｘ１とＸ２は１回の２θ走査移動の開始と終了の各時点を示し、Ｘ２とＸ３は引き続いて行われる他の１回の２θ走査移動の開始と終了の各時点を示している。Ｘ１〜Ｘ３以外の全ての縦線Ｘは同じ意味を有している。
【００５０】
図１において、回折角度２θの開始角度（例えば、２θ＝５°）から終了角度（例えば、２θ＝４０°）までのＸ線検出器７の１回の走査移動が終了した後、Ｘ線検出手段７は次のＸ線回折測定に備えて開始角度まで戻らなければならない。図４のＸ線条件線Ｘは、特にＸ線検出手段７の戻り時間を表示していないが、その戻り時間は２つの縦線Ｘで規定される時間内に含まれているものと認定する。
【００５１】
ステップＳ２において測定条件画面３３を表示させる旨の指示が測定者によって成されたと判断されると（ステップＳ２でＹＥＳ）、それまでに条件記憶ファイル２７（図２）に記憶されているデータが読み込まれる（ステップＳ３）。そして、読み込まれたデータに基づいて画像信号が生成され、その画像信号に従って測定条件画面３３（図４）、すなわち測定条件入力画面３１及び測定条件表示画面３２が表示される（ステップＳ４，Ｓ５）。測定者によって測定条件の入力があった場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、その入力に従って条件記憶ファイル２７（図２）の内容を更新し、測定条件画面３３を表示し直す。
【００５２】
本実施形態では、温度条件として、
（１）設定温度＝２５℃、５０℃、７５℃の３種類
（２）昇温速度＝３℃／ｍｉｎ
が設定されている。また、湿度条件として９０％が設定されている。
【００５３】
さらに、Ｘ線回折測定条件として、
（１）２θ開始角度＝５°
（２）２θ終了角度＝４０°
（３）走査ステップ角度＝０．０２００°、走査速度＝４０°／ｍｉｎ
が設定されている。
【００５４】
以上の入力の結果、測定条件表示画面３２には、温度測定条件が折線グラフＴで表示され、湿度測定条件が折線グラフＨｕで表示され、Ｘ線回折測定条件が複数の縦線Ｘで表示される。これらを見た測定者は、これから行われるＸ線分析測定の測定条件と熱分析測定の測定条件と湿度条件とを視覚的に関連させて容易に且つ正確に把握できる。そして、測定条件を変更したい場合には、測定条件入力画面３１を使って条件を変更することにより、簡単、迅速、且つ正確に新しい測定条件を設定できる。そして、その変更内容を簡単に認識できる。
【００５５】
なお、測定条件表示画面３２に測定条件入力画面の機能を持たせる場合には、例えば画面上のポインタ表示を時間軸（横軸）上でドラッグ（移動）させることにより、Ｘ線回折条件を新たに入力することができる。この場合には、画面上部領域にある測定条件入力画面３１内の対応項目の数字が連動して変化する。
【００５６】
以上により測定条件が設定された後、測定者によって測定開始の指示があったかどうかがステップＳ７において判定され、あった場合（ステップＳ７でＹＥＳ）には、ステップＳ８において測定開始の指令を発生する。
【００５７】
すると、図１において、温度制御装置１６の作用により試料室２の内部領域が図４の温度測定条件Ｔに従って温度制御され、湿度制御装置１７の作用により試料室２の内部領域が湿度測定条件Ｈｕに従って湿度制御され、さらに、ゴニオメータ３の作用によりＸ線回折測定条件がＸ線測定条件Ｘに従って制御される。この制御の結果、Ｘ線検出器７から回折線強度データＩ（２θ）が得られ、ＤＳＣ測定回路１４から熱流量データ（ＤＳＣデータ）が得られる。
【００５８】
得られたこれらのデータはステップＳ９において図２の測定データ記憶ファイル２８へ記憶される。なお、これらのデータは測定開始からの経時時間との関連で記憶される。経時時間は試料の温度変化及び回折角度２θの変化と関連しているので、回折線強度データＩ（２θ）は回折角度２θの変化及び試料温度変化と関連し、ＤＳＣ熱量データは試料温度変化と関連している。
【００５９】
ＣＰＵ１８は、ステップＳ１０において、測定データが得られる毎に、そのデータを画像表示するための画像データを生成する。そして、測定者によってデータを表示する旨の指示があった場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）には、生成された画像データを図２のディスプレイ２３内の画像表示ドライバへ伝送して、ディスプレイ２３の画面上に測定データを表示する（ステップＳ１２）。なお、この場合には、図４の測定条件画面３３に代えて、並べて、又は重ねて測定データが表示される。
【００６０】
図５はそのようにして表示される測定結果のデータ表示の一例を示している。図５に示す測定結果画面３４において、左側の部分３６はＸ線分析測定の結果を示しており、右側の部分３７はＤＳＣ測定の結果を示している。Ｘ線測定結果表示３６は、横軸に回折角度２θをとり、縦軸に回折線強度Ｉをとった座標上に複数の回折線プロファイル３５を縦方向に沿って互いに間隔をおいて平行に描くことによって作成されている。各回折線プロファイル３５は横軸目盛りの２θ＝５°（開始角度）から２θ＝４０°（終了角度）の２θ角度走査領域にわたって横方向へ延びている。
【００６１】
ＤＳＣ測定結果表示３７は、横軸に熱量（Heat Flow／ｍＷ）、温度（Temperature／℃）、及び湿度（％）のそれぞれをとり、縦軸に経過時間（ｍｉｎ）をとった座標上に描かれている。符号３８が測定によって得られたＤＳＣ曲線であり、符号３９が温度変化曲線である。
【００６２】
ステップＳ１０〜ステップＳ１２において、画像データは測定データが得られる毎に生成され、さらに画像データは逐次、画像ドライバへ伝送される。そのため、図５の測定結果画面３４には、測定データが得られる毎に、すなわちリアルタイムに、回折線プロファイル３５、ＤＳＣ曲線３８、そして温度変化曲線３９が徐々に描画されて行く。そして、測定終了条件に達した時点（ステップＳ１５でＹＥＳ）、例えば図４の測定条件表示画面３２の最終回のＸ線回折測定４１が終了した時点で、測定終了の指令が発生され、Ｘ線回折測定及び熱分析測定が終了する（ステップＳ１６）。こうして、全ての測定が終了すると、測定結果画面３４には図６に示すように、測定によって得られた全ての測定データが測定結果画面３４上に表示される。
【００６３】
なお、測定者がデータの解析、例えばバックグランド軽減処理やピークサーチ処理、を希望する場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）には、得られたデータに対して希望された解析を行い、さらに解析によって得られたデータ、すなわち解析データを図２の解析データ記憶ファイル２９へ記憶する（ステップＳ１８）。図３のフローチャートには示されていないが、得られた解析データは測定者からの指示に従って図６と同様の表示形態で表示される。
【００６４】
次に、図５及び図６に示した測定結果画面３４の性質について簡単に説明する。
図４の測定条件表示画面３２において描かれた複数の縦線（Ｘ線条件線）Ｘのうち互いに隣接する２つの縦線Ｘによって規定される時間内で、図１において２θ角度５°から４０°の１回のＸ線回折測定が行われる。そして、その１回ごとのＸ線回折測定が連続して繰り返して行われる。これにより、図５又は図６のＸ線測定結果表示３６内で各回折線プロファイル３５が縦方向で間隔を空けて互いに平行に描かれる。
【００６５】
各回のＸ線回折測定が繰り返して行われる間、すなわち図６において各回折線プロファイル３５が順々に描画されて行く間、試料４の周囲温度は、ＤＳＣ測定結果表示３７の温度変化曲線３９のように変化している。従って、温度変化曲線３９が垂直（同じ温度を維持する状態）でない場合は、各回のＸ線回折測定は異なった温度条件の下で行われたことになる。
【００６６】
本実施形態では、各回折線プロファイル３５と、そのプロファイルが得られたときの温度範囲と、その温度範囲に対応したＤＳＣ測定結果との各要素が、互いに関連付けて表示されている。具体的には、各回折線プロファイル３５は、その回折線プロファイル３５が測定されたときの温度変化曲線３９上における試料温度範囲に対してグラフの横軸に沿った方向における横位置に表示されている。
【００６７】
より具体的には、ＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）上の時刻は、ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９の時刻データを示している。そして、各回折線プロファイル３５の測定開始時刻、すなわち各回折線プロファイル３５の２θ＝５°の縦軸上の位置はＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）上の時刻に一致している。
【００６８】
仮に、各回折線プロファイル３５の２θ＝５°〜４０°の間の各角度位置を時間軸に正確に一致させることにすると、各回折線プロファイル３５は右上がりのプロファイル（すなわち、２θの増加に従って時間経過分だけ上方へ上がるプロファイル）になるはずである。しかしながら、本実施形態の表示方法では、各回折線プロファイル３５の左端点（すなわち測定開始点）だけを時間軸上の時刻に一致させ、各回折線プロファイル３５のベースラインは横軸（時間軸）と平行に表示している。これにより、Ｘ線測定結果表示３６が見易くなっている。
【００６９】
なお、各回折線プロファイル３５においてＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸の時刻と一致させる点は、測定開始点（左端点）に限られず、中央点又は任意の中間点であっても良く、あるいは測定終了点（右端点）であっても良い。
【００７０】
以上の説明から明らかなように、ＤＳＣ測定結果表示３７においてＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９は縦軸（時間軸）に従っており、Ｘ線測定結果表示３６において各回折線プロファイル３５の縦軸方向の位置もＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）に従っている。従って、各回折線プロファイル３５は、とりもなおさず、各プロファイルを右横方向へ水平に延長させたときの温度変化曲線３９及びＤＳＣ曲線３８との交点又は交差領域と対応関係にある。
【００７１】
従って、例えば、一番下の回折線プロファイル３５ａが温度２２．０℃〜２３．０℃の温度範囲内で作成され、下から２番目の回折線プロファイル３５ｂが温度２３．０℃〜２４．０℃の温度範囲内で作成されたものであるならば、一番下の回折線プロファイル３５ａは温度変化曲線３９のうちの２２．０℃〜２３．０℃の部分の横方向に描かれ、下から２番目の回折線プロファイル３５ｂは温度変化曲線３９のうちの２３．０℃〜２４．０℃の部分の横方向に描かれる。
【００７２】
以上から理解されるように、Ｘ線測定結果表示３６において、縦軸に目盛られたＸ線強度（Intensity）の数値は、それらの数値の横に描かれている個々の回折線プロファイル３５の各ピークの強度値を直接的に示しているのではなく、各回折線プロファイル３５のピークの高さがＸ線強度のいくつの大きさに相当するのかを間接的に示している。本実施形態では、個々の回折プロファイル３５における個々のピーク強度の厳密な大きさを知ることが重要なのではなく、各回折プロファイル間でのピーク発生位置の違いや、大体のピーク強度の違いが分かれば十分であるので、本実施形態のＸ線測定結果表示３６のような表示の仕方は測定者にとって非常に便宜的である。
【００７３】
次に、本実施形態では、測定結果を測定者が正確に把握できるようにするために、測定者が測定結果画面３４に対して所定の画面処理を行う旨の指示をした場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４へ進んで所定の画面処理プログラムが実行されるようになっている。具体的には、任意の回折線プロファイル３５、例えば図６の矢印Ａで示す下から８番目の回折線プロファイル３５を測定者がポインタで指示して、さらに入力装置であるマウスのボタンをクリック（選択）すると、その回折線プロファイル３５が他の回折線プロファイル３５よりも太線（又は異なる色）で表示される。
【００７４】
そして、選択された回折線プロファイル３５の右横には、その回折線プロファイル３５が得られたときの温度範囲が、例えば「１０８．０−１１０．２」のように数値表示（矢印Ｂ）され、同時に、温度変化曲線３９の対応温度範囲部分Ｃ及びＤＳＣ曲線３８の対応ＤＳＣ部分Ｄも太線（又は異なる色）で表示される。さらに、もう一度クリックを行うと、選択は解除され、太線は解消されて通常の太さに戻る。
【００７５】
また、逆に、温度変化曲線３９の一部分Ｃ又はＤＳＣ曲線３８の一部分Ｄをクリックすると、それらの部分が選択されたものとみなされて太線（又は異なる色）で表示され、同時に、対応する回折線プロファイル３５が太線（又は異なる色）で表示される。そしてさらに、その選択表示された回折線プロファイルの右横に温度範囲が数値で表示される。
【００７６】
以上のように、回折線プロファイル３５と温度変化曲線３９とＤＳＣ曲線３８とが視覚上で関連付けて表示されていることと、対応関係を知りたいと思っている部分をクリック指示することにより、太線表示や数値表示によって各曲線間の対応関係が容易、迅速、明確に認識できることにより、試料４の結晶構造や特性を容易且つ正確に判定できる。
【００７７】
従来のＸ線分析及び熱分析同時分析装置では、測定者が昇温曲線や湿度設定曲線の中で、何本のＸ線回折測定を行うことができるかを頭の中で想像するしかなく、画面上で確認することができなかった。これに対し、本実施形態では、図４の測定条件画面３３上の時間軸上に区切り縦線Ｘを描き込む機能を追加したことにより、Ｘ線回折測定の測定条件とＤＳＣ分析測定の測定条件との関連を視覚で認識することが可能となり、装置の使い勝手が格段に向上した。また、電卓を使った計算と頭の中での想像だけに頼っていた従来方法に比べて、迅速且つ正確な測定条件の設定ができるようになった。
【００７８】
さらに、本実施形態では、測定前、測定中、又は測定後のいつでも必要に応じて図４の測定条件画面３３を測定者の指示に従って画面上に表示するようにしたので、行っている測定についての測定条件を必要なときにいつでも確認できるようになった。
【００７９】
（変形例）
上記実施形態では、図４において、複数のＸ線条件縦線Ｘ間の間隔が全て等しく設定されていた。つまり、開始角度５°〜終了角度４０°で終了する１回のＸ線回折測定にかかる時間が、全てのＸ線回折測定について同じであった。これに代えて、時間軸上で測定者が必要と思う部分ではＸ線検出器の走査速度を下げてＸ線回折測定を時間をかけてゆっくりと行ったり、逆に必要と思う他の部分では走査速度を上げて短時間で早く行ったりすることができる。測定時間が長い場合は図４において隣接した縦線Ｘの間隔が広くなり、測定時間が短い場合は縦線Ｘの間隔が狭くなる。このように、Ｘ線分析測定の測定条件と熱分析測定の測定条件とを視覚的に、容易に、迅速に、且つ正確に設定できる。
【００８０】
（Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置の第２実施形態）
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置の他の実施形態を、図７及び図８を用いて説明する。図８は、その実施形態に対応した測定条件画面５３を示している。図７はその測定条件画面５３を表示させるための制御をフローチャートによって示している。
【００８１】
図８に示す測定条件画面５３が測定条件入力画面３１及び測定条件表示画面３２を有することは、図４に示した測定条件画面３３と同じである。本実施形態が図４に示した実施形態と異なる点は、（１）本番のＸ線回折測定及びＤＳＣ測定を行う前に予備測定としてのＤＳＣ測定を行い、（２）その予備ＤＳＣ測定によって得られたＤＳＣ曲線５４を、測定条件表示画面３２内において湿度条件線Ｈｕ、温度条件線Ｔ、及びＸ線条件線Ｘの各線に重ねて表示し、そして（３）ＤＳＣ測定の後に試料４（図１）を新しいものと交換した後に本番の測定を行うようにしたことである。
【００８２】
なお、新しい試料と予備測定した試料とは成分が全く同じ試料である。例えば、ある量の物質が試料として与えられた場合には、その物質のうちの一部を予備測定の試料とし、残りを本番測定の試料とする。試料を交換するのは、予備測定の熱分析を行うと、その予備測定に供した試料は変質してしまうからである。
【００８３】
なお、予備ＤＳＣ測定を行うための予備測定手段は、本実施形態では、図２における主制御装置１２、ＤＳＣ測定回路１４、温度制御装置１６、及び湿度制御装置１７によって構成されている。
【００８４】
このような表示を実現するため、本実施形態の主制御装置は、図７にフローチャートで示す制御を実行する。このフローチャートが図３に示した先の実施形態におけるフローチャートと異なる点は、図７のステップＳ６〜Ｓ８及びＳ１１である。ステップＳ６では、ＤＳＣの予備測定を行うかどうかがチェックされ、予備測定を行うと判定した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、ＤＳＣの予備測定を行う（ステップＳ７）。そして、さらに、予備測定によって得られたＤＳＣデータを図８の符号５４で示すようにＤＳＣ曲線として測定条件表示画面３２内に表示する。ステップＳ１１では、試料４（図１）が交換されたかどうかをチェックし、交換されていれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２で測定開始の指令を発生する。
【００８５】
図７のフローチャートと図３のフローチャートとの間で次の工程は同じである。
【００８６】
本実施形態においても、図８に示すように、測定条件画面５３の測定条件表示画面３２内の時間軸（横軸）上に区切り縦線Ｘを描き込む機能を追加したことにより、Ｘ線回折測定の測定条件（例えば、２θ走査速度）とＤＳＣ測定の測定条件（例えば、温度変化）との関係を視覚で認識することが可能となり、装置の使い勝手が格段に向上した。
【００８７】
さらに、本実施形態によれば、測定者は、温度変化の測定条件Ｔに加えてＤＳＣ曲線の特性５４をも考慮して、Ｘ線回折測定の測定条件Ｘを決めることができる。例えば、予備測定後のＤＳＣ曲線５４において熱量が大きく変化する位置に対応してＸ線回折測定回数を希望の回数に決めることができるようになる。これにより、試行錯誤を繰り返すことなく、Ｘ線回折測定と熱分析測定との測定条件を短時間で最良の条件に設定できるようになる。
【００８８】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、上記実施形態では、Ｘ線分析装置としてＸ線回折装置を例示し、熱分析装置としてＤＳＣ装置を例示したが、Ｘ線分析装置はＸ線回折装置に限られず、Ｘ線散乱装置、蛍光Ｘ線装置等であっても良い。また、熱分析装置は、ＤＳＣ装置に限られず、ＤＴＡ装置等であっても良い。
【００８９】
図４に示した測定条件の表示例では、湿度変化Ｈｕ及び温度変化Ｔの折線グラフ表示に加えて、Ｘ線測定条件を規定する複数の縦線Ｘを描いたが、これに代えて、図９に示すように、湿度変化Ｈｕの表示を止めて、温度変化Ｔの折線グラフ表示とＸ線測定条件を規定する複数の縦線Ｘとだけを描くようにしても良い。
また、図４では湿度Ｈｕを一定に保持し、温度Ｔを段階的に変化させたが、これに代えて、図１０に示すように、温度Ｔを一定に保持し、湿度Ｈｕを段階的に変化させるようにしても良い。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線分析のための測定と熱分析のための測定とを同時に行うＸ線分析及び熱分析同時分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線分析装置は、試料へＸ線を照射したときに該試料から出るＸ線、例えば回折線、散乱線、蛍光Ｘ線等の状態に基づいて、試料の結晶構造、分子構造等を分析する装置である。このようなＸ線分析装置として、例えば、試料から発生する回折線の回折角度及び回折線強度を測定するＸ線回折装置や、試料から発生する散乱線の角度及び強度を測定するＸ線散乱装置や、試料から発生する蛍光Ｘ線を測定する蛍光Ｘ線装置等が知られている。
【０００３】
熱分析装置は、試料の温度を変化させたときに該試料に発生する変化を測定し、その変化に基づいて試料の特性を分析する装置である。このような熱分析装置として、例えば、温度変化に応じた試料の重量変化を測定する熱重量測定（ＴＧ：Thermogravimetry）装置や、周囲温度の変化に応じた標準物質と試料との温度変化の相違を測定する示差熱分析（ＤＴＡ：Differential Thermal Analysis）装置や、周囲温度の変化に応じた標準物質と試料との熱流入量の変化の相違を測定する示差走査熱量分析（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimetry）装置等が知られている。
【０００４】
近年、１つの物質に関する結晶構造変化と、同じ物質の周囲温度の変化に対応した特性変化とを、同時に測定して、それらの測定結果に基づいて該物質を分析する研究が行われている。例えば、製薬の分野では、対象となる物質の結晶構造を知ること、及び温度変化に対応した特性変化を知ること、が重要となっている。
【０００５】
物質の構造変化を知る手段として、Ｘ線回折装置のようなＸ線分析装置が好適である。また、物質の熱的特性を知る手段として、ＤＳＣ装置のような熱分析装置が好適である。１つの物質に対してこれらの装置を用いたそれぞれの分析を行えば、当該物質についての結晶構造についての情報及び熱的特性の情報の両方が得られるので、物質に関する研究、例えば製薬に関する研究を飛躍的に前進させることができる。
【０００６】
このようにＸ線分析と熱分析とを同時に行って、それらの分析結果を表示装置の画面上に同時に表示することにより、物質の特性を迅速且つ正確に把握できるようにしたＸ線分析及び熱分析同時分析装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２９５２４４号公報（第２〜４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に開示された装置においては、Ｘ線分析結果と熱分析結果とを同時に表示することが開示されているものの、Ｘ線分析のための測定条件と熱分析のための測定条件とをどのように決めるかについては触れられていない。
【０００９】
従来の一般的な測定条件の決め方は、まず、熱分析測定のための温度変化条件を決め、その条件を頭の中に描いたり、ディスプレイの画面上に表示し、その温度変化条件に対応させてＸ線分析測定の条件、例えば２θ角度の測定範囲や、２θ角度走査速度や、サンプリング時間等を電子卓上計算機を用いて測定者が計算によって求め、頭の中で温度変化条件とＸ線分析測定条件とを関連付けて、全体的な測定条件を評価していた。
【００１０】
しかしながら、このような従来の測定条件の決定手法では、複数の測定者間で統一された客観的な測定条件を迅速に、簡単に、且つ正確に決めることが困難であった。また、Ｘ線分析測定と熱分析測定とが目標とする測定条件に沿って行われていることを確認することが難しかった。さらには、測定条件を正確に把握して、それを記憶しておくことが難しかったので、理想とする測定条件を導き出すことが難しく、偶然に頼らざるを得なかった。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、Ｘ線分析と熱分析との両方を同時に行う装置において、それらの分析の測定条件の関連を測定者が容易に、迅速に、且つ正確に把握できるようにすることを目的とする。また、本発明は、Ｘ線分析及び熱分析を目標とする測定条件下で常に安定して客観的に行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置は、試料にＸ線を照射したときに該試料から出るＸ線をＸ線検出手段によって検出するＸ線分析装置と、試料の周囲の温度を変化させたときに該試料に発生する特性変化を検出する熱分析装置と、前記Ｘ線分析装置による測定と前記熱分析装置による測定とが同時に行われるように制御する測定制御手段と、Ｘ線分析測定のための測定条件を記憶するＸ線条件記憶手段と、熱分析測定のための測定条件を記憶する熱条件記憶手段と、画像信号に従って画面上に画像を表示する画像表示装置と、Ｘ線条件記憶手段に記憶されたＸ線分析測定条件及び熱条件記憶手段に記憶された熱分析測定条件の両方をグラフとして前記画像表示装置の画面上に表示させる測定条件表示手段と、前記の測定が行われていない間及び前記の測定が行われている間の少なくとも一方の時間内の任意の時点で、前記測定条件表示手段により前記グラフの表示を行わせる画像表示制御手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
従来のＸ線分析及び熱分析同時分析装置では、測定者が昇温曲線等といった熱分析測定条件の中で、何本のＸ線回折測定を行うことができるかを頭の中で想像するしかなく、画面上で確認することができなかった。これに対し、本実施形態では、Ｘ線分析測定条件と熱分析条件の両方を画面上にグラフの形で表示する機能を追加したことにより、Ｘ線分析測定の測定条件と熱分析測定の測定条件との関連を視覚で認識することが可能となり、装置の使い勝手が格段に向上した。また、電卓を使った計算と頭の中での想像だけに頼っていた従来方法に比べて、迅速且つ正確な測定条件の設定ができるようになった。
【００１４】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置において、前記熱分析測定条件は温度変化を含むことがあり、前記Ｘ線分析測定条件は試料から出るＸ線を検出するためのＸ線検出手段による測定開始角度から測定終了角度までの角度走査移動時間を含むことがあり、前記測定条件表示手段は縦軸及び横軸の一方に時間をとり他方に温度をとった座標上に、前記温度変化を折線グラフによって表示し、前記角度走査移動時間の開始と終了とのそれぞれを示す線を時間軸上に表示することが望ましい。この構成により、Ｘ線分析測定条件と熱分析測定条件との関連を画面上で非常に容易に把握できる。
【００１５】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置は、試料の周囲の湿度を変化させる湿度変化手段をさらに有することができ、この場合、前記測定条件表示手段は、前記湿度の変化をグラフとして前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件に重ねて表示することが望ましい。
【００１６】
本発明の技術分野において、Ｘ線回折装置と熱分析装置とに湿度の環境を変えて測定する必要がある場合がある。例えば、医薬品や食品は温度や湿度により結晶系が変わることがある。特に日本の気候においては、夏に蒸し暑く、冬はカラカラに乾燥するため、温度や湿度の変化が激しい。そのため、医薬品を合成する際の環境や、医薬品及び食品を保存する際の環境は、劣悪な条件下にあるといえる。そこで、予め様々な雰囲気下での測定を行い、これらの材料が実際の環境下でどのように変化するかを明らかにする必要がある。
【００１７】
そこで、Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置に湿度発生装置を用いて、湿度雰囲気下での物質の熱的変化及び結晶構造変化を評価する必要がある。湿度雰囲気下で、Ｘ線回折分析と熱分析のための測定を同時に行うことにより、物質の熱的変化の前後の当該物質の構造変化を容易に知ることができる。しかしながら、測定条件に湿度が加わると、条件設定が複雑になるので、Ｘ線回折条件、温度条件、及び湿度条件を頭の中で相互に関連付けることが困難になる。
【００１８】
この点に関し、本発明態様によれば、湿度雰囲気の条件が加わった場合でも、測定条件を容易に設定でき、さらに容易に確認できる。また、測定時の進行状況を確認することもでき、さらには、測定結果を逐次、確認することができる。
【００１９】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置において、前記測定条件表示手段は、前記湿度変化を折線グラフによって表示することが望ましい。
【００２０】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置は、前記熱分析装置を用いて熱分析の予備測定を行う予備測定手段をさらに有することができ、この場合、前記測定条件表示手段は、前記予備測定の結果をグラフとして表示することが望ましい。
【００２１】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置において、前記測定条件表示手段は、前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件のグラフ表示に加えて、前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件を入力するための入力画面表示を行うことが望ましい。
【００２２】
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置は、前記Ｘ線分析装置による測定データ及び前記熱分析装置による測定データを前記画像表示装置の画面上に表示させる測定データ表示手段をさらに有することができる。そしてこの場合、前記測定データ表示手段は得られた両測定データを逐次に前記画像表示装置へ伝送することにより、前記Ｘ線分析装置及び前記熱分析装置から測定データが得られる毎に該測定データを逐次に画像として表示することが望ましい。
【００２３】
この発明態様によれば、測定の間に逐次に表示される測定結果を観察することにより、測定結果に応じて測定の途中で測定条件の設定を変更することができる。また、測定結果の観察中に、物質の反応が完了したと判断したときには、測定を途中で止めることもできる。
【発明の効果】
【００２４】
従来のＸ線分析及び熱分析同時分析装置では、測定者が昇温曲線や湿度設定曲線の中で、何本のＸ線回折測定を行うことができるかを頭の中で想像するしかなく、画面上で確認することができなかった。これに対し、本実施形態では、画面上の時間軸上に区切り縦線Ｘを描き込む機能を追加したことにより、Ｘ線分析測定の測定条件と熱分析測定の測定条件との関連を視覚で認識することが可能となり、装置の使い勝手が格段に向上した。また、電卓を使った計算と頭の中での想像だけに頼っていた従来方法に比べて、迅速且つ正確な測定条件の設定ができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置の一実施形態を模式的に示す図である。
【図２】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示の一例を示す図である。
【図５】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示の他の一例を示す図である。
【図６】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示のさらに他の一例を示す図である。
【図７】本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置の他の実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートに対応した画面表示の例を示す図である。
【図９】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示の他の一例を示す図である。
【図１０】図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置の構成要素である画像表示装置によって行われる画面表示のさらに他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置の第１実施形態）
図１に示す本実施形態のＸ線分析及び熱分析同時分析装置１は、Ｘ線分析と熱分析との両方を同時に行う装置である。本実施形態では、Ｘ線分析としてＸ線回折を利用した分析を行い、熱分析としてＤＳＣ（Differential Scanning Calorimetry）分析を行うものとする。
【００２７】
Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置１は、隔壁によって内部が外部から隔てられている試料室２を有している。試料室２は、その内部を外部から気密及び液密に隔てていることが望ましい。試料室２は、例えばステンレス鋼等といった金属製の隔壁によって形成されている。試料室２の周囲には、θ−２θゴニオメータ（θ−２θ測角器）３が設けられている。また、試料室２の外部の一方にＸ線源６がゴニオメータ３に支持されて設けられ、反対側の外部にＸ線検出器７がゴニオメータ３に支持されて設けられている。Ｘ線検出器７は、例えばＳＣ（Scintillation Counter）等のような位置分解能を持たない０次元カウンタや、Ｘ線受光素子を２θ角度走査方向に沿って直線的に並べて成る半導体センサ等が用いられる。
【００２８】
θ−２θゴニオメータ３は分析の対象である試料４を支持している。Ｘ線源６の中心と試料４の中心とを結ぶ直線が入射Ｘ線の光軸である。試料４の中心とＸ線検出器７のＸ線取込み領域の中心とを結ぶ直線が、試料４から出るＸ線（いわゆる２次Ｘ線）の光軸である。θ−２θゴニオメータ３は、試料４へ入射するＸ線の入射角度θ及び入射Ｘ線光軸の延長線に対する２次Ｘ線光軸の角度２θの両方を測角する。角度２θはＸ線入射角度θの２倍の角度である。
【００２９】
本実施形態において２次Ｘ線は回折線であるが、仮に、Ｘ線分析がＸ線散乱を利用する分析であれば２次Ｘ線は散乱線であり、Ｘ線分析が蛍光Ｘ線を利用する分析であれば２次Ｘ線は蛍光Ｘ線である。
【００３０】
ゴニオメータ３は、主制御装置１２からの指令に従って角度θ及び角度２θを測角（すなわち、角度の位置決めを）する。角度２θは、試料４から角度２θで出た回折線をＸ線検出器７によって受け取ることができる角度であり、この角度２θは、通常、回折角度２θと呼ばれている。Ｘ線検出器７は試料４から出た回折線を検出して、その回折線の強度を表す電気信号であるＸ線強度信号Ｓ０を出力する。
【００３１】
試料室２を構成している隔壁のうち、入射Ｘ線及び２次Ｘ線の進行経路と交わる部分には、Ｘ線の進行を許容し、内部の気密状態及び液密状態を維持できる材質及び構造のＸ線透過窓が予め設けられている。
【００３２】
試料４に隣接して標準物質８が置かれている。試料４が周囲の温度変化に応じて特性が変化（例えば、溶解による特性変化）する物質であるのに対し、標準物質８は温度変化に対して特性が変化しない物質である。
【００３３】
試料室２の内部に、温度センサ９及び湿度センサ１１が設けられている。温度センサ９は試料４及び標準物質８の温度を検出して電気信号である温度信号Ｓ１として出力する。湿度センサ１１は試料４及び標準物質８の周囲の湿度を検出して電気信号である湿度信号Ｓ２として出力する。温度信号Ｓ１及び湿度信号Ｓ２は主制御装置１２へ伝送される。
【００３４】
試料室２には、ＤＳＣ測定回路１４、温度制御装置１６、及び湿度制御装置１７が付設されている。ＤＳＣ測定回路１４は、試料４及び標準物質８のそれぞれの近傍に配置された熱量検出素子（例えば、熱電対の測温点）を有している。ＤＳＣ測定回路１４は、これらの検出素子を用いて試料４と標準物質８とのそれぞれへ流入する熱量（すなわち、熱流量）の差を検出する。ＤＳＣ測定回路１４はこの熱流量を電気信号である熱量信号Ｓ３として主制御装置１２へ伝送する。
【００３５】
温度制御装置１６は、主制御装置１２からの指令に従って作動して、試料室２の内部の温度（すなわち、試料４及び標準物質８の周囲の温度）を制御する。温度制御装置１６は、例えば通電によって発熱するヒータや、冷却器等を用いて構成されている。冷却器が用いられない場合もある。湿度制御装置１７は、主制御装置１２からの指令に従って作動して、試料室２の内部の湿度（すなわち、試料４及び標準物質８の周囲の湿度）を制御する。主制御装置１２の出力ポートには画像表示装置としてのディスプレイ２３が接続されている。ディスプレイ２３は、例えば液晶表示装置によって構成されている。
【００３６】
主制御装置１２は、例えば図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）１８、ＲＯＭ（Read Only Memory）１９、ＲＡＭ（Random Access Memory）２１、及びメモリ２２を有するコンピュータによって構成されている。図２と図１とにおいて同じ機器は同じ符号を用いて示されている。メモリ２２は、半導体メモリや、ＣＤ（Compact Disk）等といった機械式メモリ、その他任意の構成の記憶媒体によって構成されている。１種類の記憶媒体に限られず、複数種類の記憶媒体によってメモリを構成しても良い。
【００３７】
メモリ２２内には、図１のＸ線分析及び熱分析同時分析装置１の動作を規定する測定制御プログラム２４や、ディスプレイ２３の画面上に画像を表示させるための画像信号を生成する画像表示プログラム２６が格納されている。また、メモリ２２内には条件記憶フィル２７、測定データ記憶ファイル２８、解析データ記憶ファイル２９等の各種ファイル領域が設けられている。
【００３８】
条件記憶フィル２７は、Ｘ線分析測定及び熱分析測定の測定条件や、その他各種の測定条件を記憶するためのファイルである。測定データ記憶ファイル２８は、Ｘ線分析測定及び熱分析測定によって得られたデータであって二次的な処理を受けていないデータ（以下、生データということがある）を記憶するためのファイルである。解析データ記憶ファイル２９は、生データに解析処理が加えられた後のデータ（以下、解析データということがある）を記憶するためのファイルである。解析処理は、例えば、回折プロファイルのピーク処理、回折プロファイルのバックグラウンド処理等である。
【００３９】
Ｘ線分析測定の測定条件としては、（１）図１における回折角度２θの測定開始角度及び測定終了角度、（２）開始角度から終了角度までのＸ線検出器７の走査移動の移動速度、（３）Ｘ線検出器７によって１つの２θ角度に対してＸ線を蓄積させる時間であるサンプリング時間等である。
【００４０】
熱分析測定の測定条件としては、例えば、目標温度の設定と温度上昇速度の設定がある。また、その他の測定条件としては、例えば、目標湿度の設定と湿度上昇速度の設定がある。
【００４１】
Ｘ線分析測定は、例えば、以下のような手順で行われる。すなわち、図１において、温度制御装置１６を作動させて、試料４の周囲の温度を所望の状態で経時的に変化させる。他方、湿度制御装置１７を作動させて、試料４の周囲の湿度を所望の湿度に設定する。これにより、試料４を所望の温度下及び湿度下に置く。
【００４２】
次に、Ｘ線源６から発生したＸ線をスリット、モノクロメータ等といったＸ線光学要素を介して試料４へ照射する。Ｘ線入射角度θ及びＸ線検出器７による回折線取込み角度２θを、所定の走査移動速度で開始角度から終了角度まで走査移動させる。そのＸ線検出器７の走査移動の間、決められたサンプリング時間ごとに回折線の強度Ｉ（２θ）を検出する。回折線強度Ｉ（２θ）は、回折角度２θの開始角度から終了角度までの各回折角度値ごとの強度値である。この回折線強度Ｉ（２θ）がＸ線検出器７からＸ線強度信号Ｓ０として出力される。
【００４３】
熱分析測定は、例えば、以下のような手順で行われる。図１において、試料４及び標準物質８が所望の温度下及び湿度下に置かれた状態において、試料４に流入する熱量と標準物質８に流入する熱量との差をＤＳＣ測定回路１４によって経時的に検出する。つまり、熱流入量の差を時間の経過に対応して検出する。この熱流入量の差がＤＳＣ測定回路１４から熱量信号Ｓ３として出力される。
【００４４】
以下、図２の測定制御プログラム２４及び画像表示プログラム２６によって実現される測定を、図３のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１において、所定位置に試料４（図１）が置かれているかどうかをチェックし、置かれていれば（ステップＳ１でＹＥＳ）、ステップＳ２において、測定条件画面を表示させるための指示が測定者によって行われたかどうかをチェックする。この測定条件画面は測定者が測定条件を設定、編集、確認等する際に使用する画面であり、例えば図４に符号３３で示すような画面である。
【００４５】
測定条件画面３３は、測定条件入力画面３１と測定条件表示画面３２とから成る１つの画像表示となっている。もちろん、測定条件入力画面３１と測定条件表示画面３２とを別々に表示するようにしても良い。測定条件入力画面３１は測定者が測定条件を入力する際に使用する表示である。測定条件表示画面３２は、測定条件入力画面３１を通して入力された測定条件を視覚的に認識できる形で表示するものである。
【００４６】
なお、測定条件表示画面３２をポインタ表示によって画面上で指示することにより入力を行うというプログラムを採用することもでき、この場合には測定条件表示画面３２が測定条件入力画面３１を兼用することになる。
【００４７】
測定条件表示画面３２は、本実施形態の場合、横軸に時間（ｍｉｎ／分）をとり、縦軸に温度（℃）及び湿度（２０℃−％）をとった座標を用いて測定条件をグラフ表示している。この表示において、温度の測定条件は折線グラフＴによって表示され、湿度の測定条件は折線グラフＨｕによって表示され、Ｘ線分析測定の２θ角度の走査開始時点と終了時点とが、複数の平行な縦線Ｘによって時間軸（すなわち横軸）上に表示されている。
【００４８】
この測定条件においては、湿度条件線Ｈｕを見ることにより、ほぼ１０分経過後に湿度が９０％の目標値に達することが分かる。通常の測定では、湿度が９０％に上がった時点以降でＸ線分析測定及び熱分析測定が行われる。また、温度条件線Ｔを見ることにより、湿度が９０％に上がったほぼ１０分後から１５分までが２５℃に保持され、ほぼ２０分から２５分までが５０℃に保持され、ほぼ３０分以降が７０℃に保持されることが分かる。
【００４９】
複数の縦線Ｘに関しては、互いに隣接する２つの線を見たとき、左側の線が２θ角度の走査回転の開始時点を示し、右側の線が走査回転の終了時点を示している。例えば、横軸（時間軸）の１０分後の所の３つの縦線Ｘ１、Ｘ２及びＸ３を考えたとき、Ｘ１とＸ２は１回の２θ走査移動の開始と終了の各時点を示し、Ｘ２とＸ３は引き続いて行われる他の１回の２θ走査移動の開始と終了の各時点を示している。Ｘ１〜Ｘ３以外の全ての縦線Ｘは同じ意味を有している。
【００５０】
図１において、回折角度２θの開始角度（例えば、２θ＝５°）から終了角度（例えば、２θ＝４０°）までのＸ線検出器７の１回の走査移動が終了した後、Ｘ線検出手段７は次のＸ線回折測定に備えて開始角度まで戻らなければならない。図４のＸ線条件線Ｘは、特にＸ線検出手段７の戻り時間を表示していないが、その戻り時間は２つの縦線Ｘで規定される時間内に含まれているものと認定する。
【００５１】
ステップＳ２において測定条件画面３３を表示させる旨の指示が測定者によって成されたと判断されると（ステップＳ２でＹＥＳ）、それまでに条件記憶ファイル２７（図２）に記憶されているデータが読み込まれる（ステップＳ３）。そして、読み込まれたデータに基づいて画像信号が生成され、その画像信号に従って測定条件画面３３（図４）、すなわち測定条件入力画面３１及び測定条件表示画面３２が表示される（ステップＳ４，Ｓ５）。測定者によって測定条件の入力があった場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、その入力に従って条件記憶ファイル２７（図２）の内容を更新し、測定条件画面３３を表示し直す。
【００５２】
本実施形態では、温度条件として、
（１）設定温度＝２５℃、５０℃、７５℃の３種類
（２）昇温速度＝３℃／ｍｉｎ
が設定されている。また、湿度条件として９０％が設定されている。
【００５３】
さらに、Ｘ線回折測定条件として、
（１）２θ開始角度＝５°
（２）２θ終了角度＝４０°
（３）走査ステップ角度＝０．０２００°、走査速度＝４０°／ｍｉｎ
が設定されている。
【００５４】
以上の入力の結果、測定条件表示画面３２には、温度測定条件が折線グラフＴで表示され、湿度測定条件が折線グラフＨｕで表示され、Ｘ線回折測定条件が複数の縦線Ｘで表示される。これらを見た測定者は、これから行われるＸ線分析測定の測定条件と熱分析測定の測定条件と湿度条件とを視覚的に関連させて容易に且つ正確に把握できる。そして、測定条件を変更したい場合には、測定条件入力画面３１を使って条件を変更することにより、簡単、迅速、且つ正確に新しい測定条件を設定できる。そして、その変更内容を簡単に認識できる。
【００５５】
なお、測定条件表示画面３２に測定条件入力画面の機能を持たせる場合には、例えば画面上のポインタ表示を時間軸（横軸）上でドラッグ（移動）させることにより、Ｘ線回折条件を新たに入力することができる。この場合には、画面上部領域にある測定条件入力画面３１内の対応項目の数字が連動して変化する。
【００５６】
以上により測定条件が設定された後、測定者によって測定開始の指示があったかどうかがステップＳ７において判定され、あった場合（ステップＳ７でＹＥＳ）には、ステップＳ８において測定開始の指令を発生する。
【００５７】
すると、図１において、温度制御装置１６の作用により試料室２の内部領域が図４の温度測定条件Ｔに従って温度制御され、湿度制御装置１７の作用により試料室２の内部領域が湿度測定条件Ｈｕに従って湿度制御され、さらに、ゴニオメータ３の作用によりＸ線回折測定条件がＸ線測定条件Ｘに従って制御される。この制御の結果、Ｘ線検出器７から回折線強度データＩ（２θ）が得られ、ＤＳＣ測定回路１４から熱流量データ（ＤＳＣデータ）が得られる。
【００５８】
得られたこれらのデータはステップＳ９において図２の測定データ記憶ファイル２８へ記憶される。なお、これらのデータは測定開始からの経時時間との関連で記憶される。経時時間は試料の温度変化及び回折角度２θの変化と関連しているので、回折線強度データＩ（２θ）は回折角度２θの変化及び試料温度変化と関連し、ＤＳＣ熱量データは試料温度変化と関連している。
【００５９】
ＣＰＵ１８は、ステップＳ１０において、測定データが得られる毎に、そのデータを画像表示するための画像データを生成する。そして、測定者によってデータを表示する旨の指示があった場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）には、生成された画像データを図２のディスプレイ２３内の画像表示ドライバへ伝送して、ディスプレイ２３の画面上に測定データを表示する（ステップＳ１２）。なお、この場合には、図４の測定条件画面３３に代えて、並べて、又は重ねて測定データが表示される。
【００６０】
図５はそのようにして表示される測定結果のデータ表示の一例を示している。図５に示す測定結果画面３４において、左側の部分３６はＸ線分析測定の結果を示しており、右側の部分３７はＤＳＣ測定の結果を示している。Ｘ線測定結果表示３６は、横軸に回折角度２θをとり、縦軸に回折線強度Ｉをとった座標上に複数の回折線プロファイル３５を縦方向に沿って互いに間隔をおいて平行に描くことによって作成されている。各回折線プロファイル３５は横軸目盛りの２θ＝５°（開始角度）から２θ＝４０°（終了角度）の２θ角度走査領域にわたって横方向へ延びている。
【００６１】
ＤＳＣ測定結果表示３７は、横軸に熱量（Heat Flow／ｍＷ）、温度（Temperature／℃）、及び湿度（％）のそれぞれをとり、縦軸に経過時間（ｍｉｎ）をとった座標上に描かれている。符号３８が測定によって得られたＤＳＣ曲線であり、符号３９が温度変化曲線である。
【００６２】
ステップＳ１０〜ステップＳ１２において、画像データは測定データが得られる毎に生成され、さらに画像データは逐次、画像ドライバへ伝送される。そのため、図５の測定結果画面３４には、測定データが得られる毎に、すなわちリアルタイムに、回折線プロファイル３５、ＤＳＣ曲線３８、そして温度変化曲線３９が徐々に描画されて行く。そして、測定終了条件に達した時点（ステップＳ１５でＹＥＳ）、例えば図４の測定条件表示画面３２の最終回のＸ線回折測定４１が終了した時点で、測定終了の指令が発生され、Ｘ線回折測定及び熱分析測定が終了する（ステップＳ１６）。こうして、全ての測定が終了すると、測定結果画面３４には図６に示すように、測定によって得られた全ての測定データが測定結果画面３４上に表示される。
【００６３】
なお、測定者がデータの解析、例えばバックグランド軽減処理やピークサーチ処理、を希望する場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）には、得られたデータに対して希望された解析を行い、さらに解析によって得られたデータ、すなわち解析データを図２の解析データ記憶ファイル２９へ記憶する（ステップＳ１８）。図３のフローチャートには示されていないが、得られた解析データは測定者からの指示に従って図６と同様の表示形態で表示される。
【００６４】
次に、図５及び図６に示した測定結果画面３４の性質について簡単に説明する。
図４の測定条件表示画面３２において描かれた複数の縦線（Ｘ線条件線）Ｘのうち互いに隣接する２つの縦線Ｘによって規定される時間内で、図１において２θ角度５°から４０°の１回のＸ線回折測定が行われる。そして、その１回ごとのＸ線回折測定が連続して繰り返して行われる。これにより、図５又は図６のＸ線測定結果表示３６内で各回折線プロファイル３５が縦方向で間隔を空けて互いに平行に描かれる。
【００６５】
各回のＸ線回折測定が繰り返して行われる間、すなわち図６において各回折線プロファイル３５が順々に描画されて行く間、試料４の周囲温度は、ＤＳＣ測定結果表示３７の温度変化曲線３９のように変化している。従って、温度変化曲線３９が垂直（同じ温度を維持する状態）でない場合は、各回のＸ線回折測定は異なった温度条件の下で行われたことになる。
【００６６】
本実施形態では、各回折線プロファイル３５と、そのプロファイルが得られたときの温度範囲と、その温度範囲に対応したＤＳＣ測定結果との各要素が、互いに関連付けて表示されている。具体的には、各回折線プロファイル３５は、その回折線プロファイル３５が測定されたときの温度変化曲線３９上における試料温度範囲に対してグラフの横軸に沿った方向における横位置に表示されている。
【００６７】
より具体的には、ＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）上の時刻は、ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９の時刻データを示している。そして、各回折線プロファイル３５の測定開始時刻、すなわち各回折線プロファイル３５の２θ＝５°の縦軸上の位置はＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）上の時刻に一致している。
【００６８】
仮に、各回折線プロファイル３５の２θ＝５°〜４０°の間の各角度位置を時間軸に正確に一致させることにすると、各回折線プロファイル３５は右上がりのプロファイル（すなわち、２θの増加に従って時間経過分だけ上方へ上がるプロファイル）になるはずである。しかしながら、本実施形態の表示方法では、各回折線プロファイル３５の左端点（すなわち測定開始点）だけを時間軸上の時刻に一致させ、各回折線プロファイル３５のベースラインは横軸（時間軸）と平行に表示している。これにより、Ｘ線測定結果表示３６が見易くなっている。
【００６９】
なお、各回折線プロファイル３５においてＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸の時刻と一致させる点は、測定開始点（左端点）に限られず、中央点又は任意の中間点であっても良く、あるいは測定終了点（右端点）であっても良い。
【００７０】
以上の説明から明らかなように、ＤＳＣ測定結果表示３７においてＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９は縦軸（時間軸）に従っており、Ｘ線測定結果表示３６において各回折線プロファイル３５の縦軸方向の位置もＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）に従っている。従って、各回折線プロファイル３５は、とりもなおさず、各プロファイルを右横方向へ水平に延長させたときの温度変化曲線３９及びＤＳＣ曲線３８との交点又は交差領域と対応関係にある。
【００７１】
従って、例えば、一番下の回折線プロファイル３５ａが温度２２．０℃〜２３．０℃の温度範囲内で作成され、下から２番目の回折線プロファイル３５ｂが温度２３．０℃〜２４．０℃の温度範囲内で作成されたものであるならば、一番下の回折線プロファイル３５ａは温度変化曲線３９のうちの２２．０℃〜２３．０℃の部分の横方向に描かれ、下から２番目の回折線プロファイル３５ｂは温度変化曲線３９のうちの２３．０℃〜２４．０℃の部分の横方向に描かれる。
【００７２】
以上から理解されるように、Ｘ線測定結果表示３６において、縦軸に目盛られたＸ線強度（Intensity）の数値は、それらの数値の横に描かれている個々の回折線プロファイル３５の各ピークの強度値を直接的に示しているのではなく、各回折線プロファイル３５のピークの高さがＸ線強度のいくつの大きさに相当するのかを間接的に示している。本実施形態では、個々の回折プロファイル３５における個々のピーク強度の厳密な大きさを知ることが重要なのではなく、各回折プロファイル間でのピーク発生位置の違いや、大体のピーク強度の違いが分かれば十分であるので、本実施形態のＸ線測定結果表示３６のような表示の仕方は測定者にとって非常に便宜的である。
【００７３】
次に、本実施形態では、測定結果を測定者が正確に把握できるようにするために、測定者が測定結果画面３４に対して所定の画面処理を行う旨の指示をした場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ステップＳ１４へ進んで所定の画面処理プログラムが実行されるようになっている。具体的には、任意の回折線プロファイル３５、例えば図６の矢印Ａで示す下から８番目の回折線プロファイル３５を測定者がポインタで指示して、さらに入力装置であるマウスのボタンをクリック（選択）すると、その回折線プロファイル３５が他の回折線プロファイル３５よりも太線（又は異なる色）で表示される。
【００７４】
そして、選択された回折線プロファイル３５の右横には、その回折線プロファイル３５が得られたときの温度範囲が、例えば「１０８．０−１１０．２」のように数値表示（矢印Ｂ）され、同時に、温度変化曲線３９の対応温度範囲部分Ｃ及びＤＳＣ曲線３８の対応ＤＳＣ部分Ｄも太線（又は異なる色）で表示される。さらに、もう一度クリックを行うと、選択は解除され、太線は解消されて通常の太さに戻る。
【００７５】
また、逆に、温度変化曲線３９の一部分Ｃ又はＤＳＣ曲線３８の一部分Ｄをクリックすると、それらの部分が選択されたものとみなされて太線（又は異なる色）で表示され、同時に、対応する回折線プロファイル３５が太線（又は異なる色）で表示される。そしてさらに、その選択表示された回折線プロファイルの右横に温度範囲が数値で表示される。
【００７６】
以上のように、回折線プロファイル３５と温度変化曲線３９とＤＳＣ曲線３８とが視覚上で関連付けて表示されていることと、対応関係を知りたいと思っている部分をクリック指示することにより、太線表示や数値表示によって各曲線間の対応関係が容易、迅速、明確に認識できることにより、試料４の結晶構造や特性を容易且つ正確に判定できる。
【００７７】
従来のＸ線分析及び熱分析同時分析装置では、測定者が昇温曲線や湿度設定曲線の中で、何本のＸ線回折測定を行うことができるかを頭の中で想像するしかなく、画面上で確認することができなかった。これに対し、本実施形態では、図４の測定条件画面３３上の時間軸上に区切り縦線Ｘを描き込む機能を追加したことにより、Ｘ線回折測定の測定条件とＤＳＣ分析測定の測定条件との関連を視覚で認識することが可能となり、装置の使い勝手が格段に向上した。また、電卓を使った計算と頭の中での想像だけに頼っていた従来方法に比べて、迅速且つ正確な測定条件の設定ができるようになった。
【００７８】
さらに、本実施形態では、測定前、測定中、又は測定後のいつでも必要に応じて図４の測定条件画面３３を測定者の指示に従って画面上に表示するようにしたので、行っている測定についての測定条件を必要なときにいつでも確認できるようになった。
【００７９】
（変形例）
上記実施形態では、図４において、複数のＸ線条件縦線Ｘ間の間隔が全て等しく設定されていた。つまり、開始角度５°〜終了角度４０°で終了する１回のＸ線回折測定にかかる時間が、全てのＸ線回折測定について同じであった。これに代えて、時間軸上で測定者が必要と思う部分ではＸ線検出器の走査速度を下げてＸ線回折測定を時間をかけてゆっくりと行ったり、逆に必要と思う他の部分では走査速度を上げて短時間で早く行ったりすることができる。測定時間が長い場合は図４において隣接した縦線Ｘの間隔が広くなり、測定時間が短い場合は縦線Ｘの間隔が狭くなる。このように、Ｘ線分析測定の測定条件と熱分析測定の測定条件とを視覚的に、容易に、迅速に、且つ正確に設定できる。
【００８０】
（Ｘ線分析及び熱分析同時分析装置の第２実施形態）
次に、本発明に係るＸ線分析及び熱分析同時分析装置の他の実施形態を、図７及び図８を用いて説明する。図８は、その実施形態に対応した測定条件画面５３を示している。図７はその測定条件画面５３を表示させるための制御をフローチャートによって示している。
【００８１】
図８に示す測定条件画面５３が測定条件入力画面３１及び測定条件表示画面３２を有することは、図４に示した測定条件画面３３と同じである。本実施形態が図４に示した実施形態と異なる点は、（１）本番のＸ線回折測定及びＤＳＣ測定を行う前に予備測定としてのＤＳＣ測定を行い、（２）その予備ＤＳＣ測定によって得られたＤＳＣ曲線５４を、測定条件表示画面３２内において湿度条件線Ｈｕ、温度条件線Ｔ、及びＸ線条件線Ｘの各線に重ねて表示し、そして（３）ＤＳＣ測定の後に試料４（図１）を新しいものと交換した後に本番の測定を行うようにしたことである。
【００８２】
なお、新しい試料と予備測定した試料とは成分が全く同じ試料である。例えば、ある量の物質が試料として与えられた場合には、その物質のうちの一部を予備測定の試料とし、残りを本番測定の試料とする。試料を交換するのは、予備測定の熱分析を行うと、その予備測定に供した試料は変質してしまうからである。
【００８３】
なお、予備ＤＳＣ測定を行うための予備測定手段は、本実施形態では、図２における主制御装置１２、ＤＳＣ測定回路１４、温度制御装置１６、及び湿度制御装置１７によって構成されている。
【００８４】
このような表示を実現するため、本実施形態の主制御装置は、図７にフローチャートで示す制御を実行する。このフローチャートが図３に示した先の実施形態におけるフローチャートと異なる点は、図７のステップＳ６〜Ｓ８及びＳ１１である。ステップＳ６では、ＤＳＣの予備測定を行うかどうかがチェックされ、予備測定を行うと判定した場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、ＤＳＣの予備測定を行う（ステップＳ７）。そして、さらに、予備測定によって得られたＤＳＣデータを図８の符号５４で示すようにＤＳＣ曲線として測定条件表示画面３２内に表示する。ステップＳ１１では、試料４（図１）が交換されたかどうかをチェックし、交換されていれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２で測定開始の指令を発生する。
【００８５】
図７のフローチャートと図３のフローチャートとの間で次の工程は同じである。
【００８６】
本実施形態においても、図８に示すように、測定条件画面５３の測定条件表示画面３２内の時間軸（横軸）上に区切り縦線Ｘを描き込む機能を追加したことにより、Ｘ線回折測定の測定条件（例えば、２θ走査速度）とＤＳＣ測定の測定条件（例えば、温度変化）との関係を視覚で認識することが可能となり、装置の使い勝手が格段に向上した。
【００８７】
さらに、本実施形態によれば、測定者は、温度変化の測定条件Ｔに加えてＤＳＣ曲線の特性５４をも考慮して、Ｘ線回折測定の測定条件Ｘを決めることができる。例えば、予備測定後のＤＳＣ曲線５４において熱量が大きく変化する位置に対応してＸ線回折測定回数を希望の回数に決めることができるようになる。これにより、試行錯誤を繰り返すことなく、Ｘ線回折測定と熱分析測定との測定条件を短時間で最良の条件に設定できるようになる。
【００８８】
（その他の実施形態）
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。
例えば、上記実施形態では、Ｘ線分析装置としてＸ線回折装置を例示し、熱分析装置としてＤＳＣ装置を例示したが、Ｘ線分析装置はＸ線回折装置に限られず、Ｘ線散乱装置、蛍光Ｘ線装置等であっても良い。また、熱分析装置は、ＤＳＣ装置に限られず、ＤＴＡ装置等であっても良い。
【００８９】
図４に示した測定条件の表示例では、湿度変化Ｈｕ及び温度変化Ｔの折線グラフ表示に加えて、Ｘ線測定条件を規定する複数の縦線Ｘを描いたが、これに代えて、図９に示すように、湿度変化Ｈｕの表示を止めて、温度変化Ｔの折線グラフ表示とＸ線測定条件を規定する複数の縦線Ｘとだけを描くようにしても良い。
また、図４では湿度Ｈｕを一定に保持し、温度Ｔを段階的に変化させたが、これに代えて、図１０に示すように、温度Ｔを一定に保持し、湿度Ｈｕを段階的に変化させるようにしても良い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料にＸ線を照射したときに該試料から出るＸ線をＸ線検出手段によって検出するＸ線分析装置と、
試料の周囲の温度を変化させたときに該試料に発生する特性変化を検出する熱分析装置と、
前記Ｘ線分析装置による測定と前記熱分析装置による測定とが同時に行われるように制御する測定制御手段と、
Ｘ線分析測定のための測定条件を記憶するＸ線条件記憶手段と、
熱分析測定のための測定条件を記憶する熱条件記憶手段と、
画像信号に従って画面上に画像を表示する画像表示装置と、
Ｘ線条件記憶手段に記憶されたＸ線分析測定条件及び熱条件記憶手段に記憶された熱分析測定条件の両方をグラフとして前記画像表示装置の画面上に表示させる測定条件表示手段と、を有し、
該測定条件表示手段は、前記の測定が行われていない間及び前記の測定が行われている間の少なくとも一方の時間内の任意の時間に、前記グラフの表示を行う
ことを特徴とするＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項２】
前記熱分析測定条件は温度変化を含み、
前記Ｘ線分析測定条件は、試料から出るＸ線を検出するためのＸ線検出手段による測定開始角度から測定終了角度までの角度走査移動時間を含み、
前記測定条件表示手段は、縦軸及び横軸の一方に時間をとり、他方に温度をとった座標上に、前記温度変化を折線グラフによって表示し、前記角度走査移動時間の開始と終了とのそれぞれを示す線を時間軸上に表示する
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項３】
試料の周囲の湿度を変化させる湿度変化手段をさらに有し、
前記測定条件表示手段は、前記湿度の変化をグラフとして前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件に重ねて表示する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項４】
前記測定条件表示手段は、前記湿度変化を折線グラフによって表示する
ことを特徴とする請求項３記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項５】
前記熱分析装置を用いて熱分析の予備測定を行う予備測定手段をさらに有し、
前記測定条件表示手段は、前記予備測定の結果をグラフとして表示する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項６】
前記測定条件表示手段は、前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件のグラフ表示に加えて、前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件を入力するための入力画面表示を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項７】
前記Ｘ線分析装置による測定データ及び前記熱分析装置による測定データを前記画像表示装置の画面上に表示させる測定データ表示手段をさらに有し、
該測定データ表示手段は得られた両測定データを逐次に前記画像表示装置へ伝送することにより、
前記Ｘ線分析装置及び前記熱分析装置から測定データが得られる毎に該測定データを逐次に画像として表示する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項１】
試料にＸ線を照射したときに該試料から出るＸ線をＸ線検出手段によって検出するＸ線分析装置と、
試料の周囲の温度を変化させたときに該試料に発生する特性変化を検出する熱分析装置と、
前記Ｘ線分析装置による測定と前記熱分析装置による測定とが同時に行われるように制御する測定制御手段と、
Ｘ線分析測定のための測定条件を記憶するＸ線条件記憶手段と、
熱分析測定のための測定条件を記憶する熱条件記憶手段と、
画像信号に従って画面上に画像を表示する画像表示装置と、
Ｘ線条件記憶手段に記憶されたＸ線分析測定条件及び熱条件記憶手段に記憶された熱分析測定条件の両方をグラフとして前記画像表示装置の画面上に表示させる測定条件表示手段と、を有し、
該測定条件表示手段は、前記の測定が行われていない間及び前記の測定が行われている間の少なくとも一方の時間内の任意の時間に、前記グラフの表示を行う
ことを特徴とするＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項２】
前記熱分析測定条件は温度変化を含み、
前記Ｘ線分析測定条件は、試料から出るＸ線を検出するためのＸ線検出手段による測定開始角度から測定終了角度までの角度走査移動時間を含み、
前記測定条件表示手段は、縦軸及び横軸の一方に時間をとり、他方に温度をとった座標上に、前記温度変化を折線グラフによって表示し、前記角度走査移動時間の開始と終了とのそれぞれを示す線を時間軸上に表示する
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項３】
試料の周囲の湿度を変化させる湿度変化手段をさらに有し、
前記測定条件表示手段は、前記湿度の変化をグラフとして前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件に重ねて表示する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項４】
前記測定条件表示手段は、前記湿度変化を折線グラフによって表示する
ことを特徴とする請求項３記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項５】
前記熱分析装置を用いて熱分析の予備測定を行う予備測定手段をさらに有し、
前記測定条件表示手段は、前記予備測定の結果をグラフとして表示する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項６】
前記測定条件表示手段は、前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件のグラフ表示に加えて、前記Ｘ線分析測定条件及び前記熱分析測定条件を入力するための入力画面表示を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【請求項７】
前記Ｘ線分析装置による測定データ及び前記熱分析装置による測定データを前記画像表示装置の画面上に表示させる測定データ表示手段をさらに有し、
該測定データ表示手段は得られた両測定データを逐次に前記画像表示装置へ伝送することにより、
前記Ｘ線分析装置及び前記熱分析装置から測定データが得られる毎に該測定データを逐次に画像として表示する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のＸ線分析及び熱分析同時分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１６９５７３（Ｐ２０１０−１６９５７３Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３１４１（Ｐ２００９−１３１４１）
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
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