Ｘ線分析装置
【課題】温度変化を伴って所定角度範囲のＸ線測定を繰り返して行う場合に、Ｘ線測定の中断をできる限り抑えることができ、しかも、得られた測定結果の分析を正確且つ迅速に行えるＸ線分析装置を提供する。
【解決手段】試料にＸ線を照射したときにその試料から出たＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置である。温度変化曲線３９に従って試料温度を変化させながら、Ｘ線回折測定を行って２θ＝５°から２θ＝４０°の間で複数の回折線プロファイル３５を縦軸に沿って間隔をおいて複数描く。５°〜４０°の間で角度が増加する順方向移動時のＸ線強度データ３５（→）を角度座標軸（座標表示３６の横軸）上の５°から４０°へ向かって画面上で表示させ、角度が減少する逆方向移動時のＸ線強度データ３５（←）を同じ角度座標軸上の４０°から５°へ向かって画面上で表示させる。順・逆表示をスイッチアイコン４３によって切替えて表示できる。
【解決手段】試料にＸ線を照射したときにその試料から出たＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置である。温度変化曲線３９に従って試料温度を変化させながら、Ｘ線回折測定を行って２θ＝５°から２θ＝４０°の間で複数の回折線プロファイル３５を縦軸に沿って間隔をおいて複数描く。５°〜４０°の間で角度が増加する順方向移動時のＸ線強度データ３５（→）を角度座標軸（座標表示３６の横軸）上の５°から４０°へ向かって画面上で表示させ、角度が減少する逆方向移動時のＸ線強度データ３５（←）を同じ角度座標軸上の４０°から５°へ向かって画面上で表示させる。順・逆表示をスイッチアイコン４３によって切替えて表示できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料にＸ線を照射したときに該試料から出たＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置に関する。特に、検出結果を画面上に画像として表示するようにしたＸ線分析装置に関する。
【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２次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、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、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】
上記のＸ線分析装置において、試料に対する環境を変化させながら、測定を行うようにした装置が知られている。例えば、試料の温度を変化させながらＸ線測定を行ったり、試料の湿度を変化させながらＸ線測定を行ったり、試料に加わる圧力を変化させながらＸ線測定を行ったりする。また、それらの環境変化を組み合わせた状態でＸ線測定を行う場合もある。
【０００４】
従来、温度を変化させながらＸ線測定を行うようにしたＸ線分析装置が特許文献１に開示されている。この装置においては、試料の周囲の温度を所定の条件で変化させながら、Ｘ線検出器の試料軸線に対するＸ線取込角度（一般に、２θ角度又は２θ回折角度と呼ばれている）を第１角度と第２角度との間で変化させる動作（測角動作）を繰り返して行い、温度変化する試料からどの角度でどの大きさの２次Ｘ線が出るかを測定している。
【０００５】
なお、試料に入射するＸ線、すなわち入射Ｘ線、の中心軸線を入射側のＸ線光軸といい、Ｘ線検出器のＸ線取込口の中心が試料の中心を見込む線を受光側のＸ線光軸というとき、前記２θ角度は、受光側のＸ線光軸が入射側のＸ線光軸に対して成す角度である。
【０００６】
この装置では、第１角度から第２角度への測角動作を常に１つの方向、例えば小さい角度から大きい角度へ角度が増加する方向、で行っていた。つまり、第１角度から第２角度への測角動作が終わると、次の測角動作のためにＸ線検出器は第２角度位置から第１角度位置へと戻り移動していた。この戻り移動時には測角は行われない。
【０００７】
従来、第１角度から第２角度への測角動作を１つの方向だけでなく、両方向で連続的に行うようにしたＸ線回折装置が特許文献２に開示されている。この装置では、試料の温度を変化させながら、Ｘ線検出器の角度を第１角度と第２角度との間で順方向（角度が増加する方向）と逆方向（角度が減少する方向）とで連続して繰り返して回転移動させて、Ｘ線検出器によるＸ線検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２９５２４４号公報（第２〜４頁、図１）
【特許文献２】特公昭３６−００３３４８号公報（第１〜２頁、第２，３，４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されたＸ線回折装置では、Ｘ線検出器を第２角度から第１角度へ戻り移動させる間、Ｘ線測定ができなかった。それにも関わらずこの戻り時間においても試料温度は変化していたので、この戻り時間における試料温度変化に関してはＸ線測定結果の情報採取が中断されていた。例えば、この戻り時間における温度変化の最中に試料の結晶構造に変化が生じた場合には、その構造変化をＸ線測定によって捕えることができなかった。
【００１０】
特許文献２に開示されたＸ線回折装置では、Ｘ線検出器の測角が順方向と逆方向とで交互に連続して行われ、順方向と逆方向とのＸ線測定の結果である回折線図形を１つの用紙上に連続して描画していた。この描画方法では、順方向における回折ピークと逆方向における回折ピークとの関係を把握することが非常に難しく、正確な分析を迅速に行うことが難しかった。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解消するために成されたものであって、温度変化等といった環境変化を伴って所定角度範囲のＸ線測定を繰り返して行う場合に、Ｘ線測定の中断をできる限り抑えることができ、しかも、得られた測定結果の分析を正確且つ迅速に行うことができるＸ線回折装置を提供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線分析装置は、試料軸線上に置かれた試料にＸ線を照射したときに該試料から出たＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置において、前記試料に対する環境を変化させる環境変化手段と、前記Ｘ線検出器を前記試料軸線を中心として回転移動させる検出器回転装置と、前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいてＸ線強度を演算する強度演算手段と、前記強度演算手段の出力データを画面上に画像として表示させる画像表示手段と、前記検出器回転装置、前記強度演算手段及び前記画像表示手段の動作を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記検出器回転装置によって前記Ｘ線検出器を小さい第１角度と大きい第２角度との間で角度が増加する順方向及び角度が減少する逆方向へ交互に連続させて測角しながら回転移動させ、前記強度演算手段によってＸ線強度を順方向時及び逆方向時の両方で演算させ、順方向移動時のＸ線強度データを角度座標軸上の前記第１角度から前記第２角度へ向かって画面上で表示させ、逆方向移動時のＸ線強度データを同じ角度座標軸上の前記第２角度から前記第１角度へ向かって画面上で表示させることを特徴とする。
【００１３】
環境変化手段は、例えば温度を変化させる手段、湿度を変化させる手段、圧力を変化させる手段である。検出器回転装置は、一般的なＸ線回折装置において用いられるゴニオメータによって実現できる。強度演算手段は、例えばコンピュータの構成要素であるＣＰＵと演算用プログラムソフトとの組合せによって構成できる。画像表示手段は、例えばＣＰＵと画像形成用プログラムソフトと画像表示ドライバとの組合せによって構成できる。制御手段は、例えばＣＰＵとプログラムソフトとの組合せによって構成できる。
【００１４】
Ｘ線検出器の２θ回折角度に関して順方向だけの測定を複数回行うことにした従来のＸ線分析装置では、各測定間でＸ線検出器を開始角度位置まで戻り移動させていた。Ｘ線検出器が戻り移動するときにはＸ線回折測定を中断せざるを得ず、その温度変化間のＸ線回折測定データが得られなかった。これに対し、本実施形態によれば、順方向測定と逆方向測定とを交互に連続して繰り返して行うので、Ｘ線検出器を初期位置へ戻すための戻り時間が不要となり、Ｘ線回折測定を中断させるのは測定方向を順方向から逆方向へ反転させるための短時間だけである。従って、Ｘ線測定の中断をできる限り抑えることが可能となった。
【００１５】
さらに、本発明のＸ線分析装置では、順方向データと逆方向データとが共通の角度座標軸上に表示されるので、それらのデータの分析を正確且つ迅速に行うことができる。
【００１６】
ところで、本発明のＸ線分析装置では、温度、湿度等といった環境を変化させながらＸ線検出器を順方向移動及び逆方向移動させ、それらの両方向の移動に際してＸ線回折測定を行う。そして、順方向移動時のＸ線強度データと逆方向移動時のＸ線強度データとを共通の角度座標軸上に表示する。この場合、Ｘ線強度データの２θ角度に関する強度データに関しては順方向でも逆方向でも同じ特性で表示されるが、Ｘ線強度データの環境値、例えば温度に関する特性は順方向移動時の場合と逆方向移動時の場合とで異なってしまう。
【００１７】
例えば、図１１（ａ）において、角度座標軸２θを横軸とする座標上に、順方向移動時のＸ線強度データ３５ａ，３５ｃ，３５ｅ及び逆方向移動時のＸ線強度データ３５ｂ，３５ｄが表示されている。各Ｘ線強度データにおいて同じ２θ角度のところにピーク値が生じている。試料が同じである限り、各Ｘ線強度データにおいて同じ角度位置にピークが生じるのは当然のことである。
【００１８】
ここで、全てのＸ線強度データが順方向移動に由来するものであるならば、各Ｘ線強度データについての温度変化傾向は同じである。例えば、温度が一定の勾配で上昇するように制御されていれば、順方向移動のＸ線強度データについての温度勾配は全て一定で、例えば右上がりの温度上昇勾配となる。この場合には、各Ｘ線強度データにおけるピーク発生時の温度の差は一定値になるはずである。
【００１９】
ところが、本発明の場合のように、Ｘ線検出器に関して順方向移動と逆方向移動とを連続して繰り返して行う場合には、図１１（ａ）の座標において左端から書き始められる順方向データ３５ａ，３５ｃ，３５ｅと、右端から書き始められる逆方向データ３５ｂ，３５ｄとで、温度の上昇傾向が逆向きとなり、順方向移動時の場合と逆方向移動時の場合とで温度変化特性上での性質が異なってしまう。
【００２０】
例えば、試料温度の温度勾配が一定に制御される場合であれば、順方向データにおけるピーク発生時温度（例えば図１１（ａ）の１０６℃）から次の逆方向データにおけるピーク発生時温度（１１２℃）に至るまでの温度変化（６℃）と、逆方向データにおけるピーク発生時温度（１１２℃）から次の順方向データにおけるピーク発生温度（１２６℃）までの温度変化（１４℃）とが一定でなくなる。
【００２１】
この現象は、一般的な分析においては大きな問題にはならないが、学術的で厳密な分析を行いたい場合には、判断を惑わす要因になりかねない。そこで本発明の好ましい実施態様では、順方向表示と逆方向表示とを切り換えるための表示切替手段をさらに有し、前記制御手段は、前記表示切替手段によって順方向表示が選択された場合は順方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、逆方向移動のＸ線強度データは表示せず、前記表示切替手段によって逆方向表示が選択された場合は逆方向移動のＸ線強度データを画面上に表示させ、順方向移動のＸ線強度データは表示しないこと、としている。
【００２２】
この実施態様によれば、表示切替手段の操作により順方向表示だけ又は逆方向表示だけを見ることができる。順方向表示と逆方向表示とが混在する場合には、各表示間で環境変化特性、例えば温度変化特性が異なることがあるが、順方向表示だけの場合に表示される複数のＸ線強度データや、逆方向表示だけの場合に表示される複数のＸ線強度データに関しては、全て同じ環境変化特性に基づいている。従って、学術的で厳密な分析を行いたい場合には、順方向表示だけ又は逆方向表示だけの表示を選択的に行うことにより、目的を達成できる。
【００２３】
本発明のＸ線分析装置のさらに他の実施態様は、順方向表示だけを行わせるための順方向表示指示手段と、逆方向表示だけを行わせるための逆方向表示指示手段と、順方向及び逆方向の両方の表示を行わせるための両方向表示指示手段とを有する。そして前記制御手段は、（１）両方向表示指示手段が選択された場合には、順方向移動時及び逆方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、（２）順方向表示指示手段が選択された場合には、順方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、逆方向移動のＸ線強度データは表示せず、（３）逆方向表示指示手段が選択された場合には、逆方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、順方向移動のＸ線強度データは表示しない。
【００２４】
順方向表示指示手段、逆方向表示指示手段、及び両方向表示指示手段は、キーボード、マウス、その他の専用の入力装置であっても良いし、ディスプレイ画面上に表示されるアイコン表示であっても良い。本実施態様によれば、順方向表示、逆方向表示、及び両方向表示を手軽に選択して画面表示できるので、迅速な分析を行うことが可能と成る。
【００２５】
本発明の好ましい実施態様においては、前記検出器回転装置はサーボモータを動力源として有しており、前記サーボモータは自身の出力軸の回転速度を検出して信号を出力するエンコーダを有しており、前記サーボモータは前記エンコーダの出力が一定となるように前記出力軸の回転を制御するモータである。
【００２６】
各種の機構を動かす動力源であって、自身の出力軸の回転数又は回転角度を制御できるものとして、上記のサーボモータ以外にパルスモータが考えられる。パルスモータは、ステータに供給するパルス電流を制御することにより、出力軸と一体なロータの回転数又は回線角度を制御するモータである。本発明のようにＸ線検出器を順方向と逆方向との両方向へ回転させながら、その両方向において測角及びＸ線回折測定を行う場合には、順方向と正方向とで正確な角度決めが行われなければならない。
【００２７】
パルスモータを用いる場合には、パルスモータに内蔵される機構のバックラッシュ等のために、ステータに一定のパルス電流が供給された場合でも順方向回転と逆方向回転とで出力軸の回転角度が異なってしまうことがある。これに対し、サーボモータを用いた場合には、その出力軸の角度決めを順方向回転と逆方向回転とで正確に一致させることができる。従って、本発明の場合には、動力源としてサーボモータを用いることが望ましい。
【００２８】
本発明の好ましい実施態様においては、前記環境変化手段は、前記試料軸線を含む空間の温度を変化させる温度制御手段、前記試料軸線を含む空間の湿度を変化させる湿度制御手段、及び前記試料軸線を含む空間の圧力を変化させる圧力制御手段の少なくとも１つである。
【００２９】
この構成により、温度変化、湿度変化、及び圧力変化にさらされる試料に関して、順方向及び逆方向の両方向の２θ回転によるＸ線測定を連続して行うことにより、それらの環境変化中で中断の少ないデータを得ることができる。
【００３０】
本発明の好ましい実施態様においては、前記画像表示手段は前記環境変化手段によって行われる環境変化を画面上に画像として表示し、前記制御手段は前記強度演算手段の出力データの画像表示と前記環境変化の画像表示とを互いに関連付けて表示させる。環境変化とは、例えば温度変化、湿度変化、圧力変化等である。これらの環境変化がＸ線強度データと同時に表示されれば、Ｘ線強度データを多様な観点から正確に分析できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係るＸ線分析装置によれば、順方向測定と逆方向測定とを交互に連続して繰り返して行うので、Ｘ線検出器を初期位置へ戻すための戻り時間が不要となり、Ｘ線回折測定を中断させるのは測定方向を順方向と逆方向との間で反転させるための短時間だけであり、それ故、温度変化等といった環境変化を伴ったＸ線測定の中断をできる限り抑えることが可能となった。
さらに、本発明のＸ線分析装置では、順方向データと逆方向データとが共通の角度座標軸上に表示されるので、それらのデータの分析を正確且つ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るＸ線分析装置の一実施形態の構造の概略を示す図である。
【図２】図１のＸ線分析装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】図２の制御系によって実行される制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】図２の制御系で用いられるメモリ内のデータ記憶例を示す図である。
【図５】図２の制御系で用いられるディスプレイの表示例を示す図である。
【図６】図５の表示例に引き続く表示例を示す図である。
【図７】図６の表示例に引き続く表示例を示す図である。
【図８】順方向及び逆方向の両方向表示を行った表示例を示す図である。
【図９】順方向表示だけを行った表示例を示す図である。
【図１０】逆方向表示だけを行った表示例を示す図である。
【図１１】順方向表示と逆方向表示との切り替え状況を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
図１に示す本実施形態のＸ線分析装置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。なお、本発明との関係では、ＤＳＣ測定を行うことは必須の要件ではない。そして、ＤＳＣ測定に伴って試料に加えられる温度変化及び湿度変化が本発明における環境変化に相当する。
【００３４】
Ｘ線分析装置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、検出器回転装置としてのθ−θゴニオメータ（θ−θ測角器）３が設けられている。
【００３５】
試料室２の外部の一方にＸ線源６が設けられ、反対側の外部にＸ線検出器７が設けられている。Ｘ線源６は、ゴニオメータ３に設置されているアームに支持されている。Ｘ線検出器７は、ゴニオメータ３に設置されている他のアームに支持されている。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。
【００３６】
θ−θゴニオメータ３は分析の対象である試料４を試料軸線ω上に回転しない状態で、すなわち固定状態で支持している。試料４を置く面は水平状態となっている。試料軸線ωは試料４のＸ線照射面を通る仮想線であり、図１において紙面を貫通する方向（通常は水平方向）に延びる仮想直線である。Ｘ線源６の中心と試料４の中心とを結ぶ直線が入射側のＸ線光軸である。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受光側のＸ線光軸である。
【００３７】
θ−θゴニオメータ３は、Ｘ線源６とＸ線検出器７とを試料軸線ωを中心として基準０°位置（通常は、水平方向）から互いに逆方向へ同じ角度θだけ回転させる。これらの回転により、試料４へ入射するＸ線の入射角度θを測角（すなわち、角度の位置決めを）すると共に、Ｘ線検出器７のＸ線取込口が試料４の中心を見込む線が入射側Ｘ線光軸の延長線となす角度２θ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。
【００３８】
試料軸線ωを中心とするＸ線検出器７の回転は、Ｘ線源６の回転に対して、回転方向が逆で回転角度が同じ回転である。よって、Ｘ線源６が角度θだけ回転するときＸ線検出器は逆方向へ同じ角度θだけ回転する。この場合、Ｘ線検出器７の回転は試料４から回折角度２θで発生する回折線をＸ線検出器７のＸ線取込口によって検出するための回転であるので、本明細書ではこのＸ線検出器７の回転を２θ回転ということにする。
【００３９】
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。
【００４０】
ゴニオメータ３は、制御手段としての主制御装置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。Ｘ線強度信号Ｓ０そのものがＸ線強度を示す信号であっても良いし、後述するＣＰＵが後述する測定制御プログラムに従って動作してＸ線強度信号Ｓ０に基づいてＸ線強度を演算する構成であっても良い。
【００４１】
ゴニオメータ３は、例えば、動力源としてのサーボモータと、サーボモータの回転動力をＸ線源６のθ回転へ変換する動力伝達手段と、サーボモータの回転動力をＸ線検出器７の２θ回転へ変換する動力伝達手段とを有している。動力伝達手段としては、例えば、ウオームとウオームホイールとから成る機構を用いることができる。
【００４２】
サーボモータは、周知の通り、出力軸の回転角度又は回転速度をエンコーダ等によって検出し、その検出結果を入力電流にフィードバックして所望の出力を得るモータである。出力軸の回転角度等を制御できるモータとしてサーボモータ以外にパルスモータが知られている。このパルスモータは、パルス状の電流をモータへ供給することによって出力軸の回転角度等を制御するモータである。
【００４３】
サーボモータもパルスモータも出力軸を正回転及び逆回転させることができるが、パルスモータは内部機構のバックラッシュ等のために正回転時の出力軸角度と逆回転時の出力軸角度とがずれる可能性がある。一方、サーボモータは正・逆回転時の出力角度ずれが生じない。後述のように、本実施形態では、Ｘ線検出器７に関する２θ回転を正逆両方向で行うものであり、従って、それらの両方向で正確な角度決めを行うことができるサーボモータは有利である。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
メモリ２２内には、図１のＸ線分析装置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、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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がある。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、装置の初期化を行う。初期化の条件は、例えば図２のメモリ２２内の所定領域やＲＯＭ１９内に記憶されている。次に、ステップＳ２において、必要に応じて測定者の指示に従って条件設定を行う。初期値のままで良い場合は条件設定工程Ｓ２において条件の変更を行わない。
【００５８】
なお、本実施形態では、次の条件で測定を行うものとする。
（１）試料室２内の温度を温度制御装置１６によって所定の条件で変化させる。
（２）試料室２内の湿度を湿度制御装置１７によって所定の条件で変化させる。
（３）Ｘ線検出器７のＸ線取込み角度２θを第１角度２θ１＝５°から第２角度２θ２＝４０°の間で所定の角速度又は所定のステップ角度で変化させる。角度が増加する方向を順方向といい、角度が減少する方向を逆方向といい、５°と４０°との間の順方向の走査回転と逆方向の走査回転とを（すなわち往復の走査回転を）連続して繰り返して行う。
【００５９】
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Ｓ３において判定され、あった場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、ステップＳ４において測定開始の指令を発生する。
【００６０】
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の内部領域が所定の条件通りに温度制御され、湿度制御装置１７の作用により試料室２の内部領域が所定の条件通りに湿度制御される。さらに、ゴニオメータ３の作用により、試料４へのＸ線入射角度θ及びＸ線検出器７による試料４からの回折線の取込み角度２θが所定の条件通りに角度制御される。これらの制御の結果、Ｘ線検出器７から回折線強度データＳ０＝Ｉ（２θ）が得られ、ＤＳＣ測定回路１４から熱流量データ（ＤＳＣデータ）Ｓ３が得られる。
【００６１】
得られたこれらのデータはステップＳ５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、図４に示すように、これらのＩ（２θ）データ及びＤＳＣデータは測定開始からの経時時間ｔとの関連で記憶される。経時時間ｔは試料の温度変化Ｔ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Ｔの変化と関連している。また、ＤＳＣ熱量データは試料温度Ｔの変化と関連している。さらに、測定された湿度データＨも経過時間ｔとの関連で記憶される。
【００６２】
なお、各データは、Ｘ線検出器７が順方向移動する場合と逆方向移動する場合との両方で得られるが、測定データ記憶ファイル２８は、各データを順方向と逆方向とに区別して記憶する。図４では、順方向時のデータを「順」で示し、逆方向時のデータを「逆」で示している。
【００６３】
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Ｓ６でＹＥＳ）には、測定によって得られたデータを図１のディスプレイ２３の画面上に表示する。具体的には、順方向測定時のデータ及び逆方向測定時のデータの両方を同時に表示することと、順方向測定時のデータだけを表示することと、逆方向測定時のデータだけを表示すること、との３種類の表示態様のいずれかを選択して表示を行う。この選択を可能とするため、図５に示す測定結果画面３４の所定位置、実施形態では画面上部の中央よりやや右側の位置、に表示選択用アイコン４３を画像表示している。
【００６４】
なお、測定結果画面３４において、左側の部分３６はＸ線測定の結果を表示する領域であり、右側の部分３７はＤＳＣ測定の結果を表示する領域である。Ｘ線測定結果表示３６には、横軸に回折角度２θをとり、縦軸に回折線強度Ｉをとった座標が表示されており、この座標上にＸ線測定の結果である回折線プロファイル３５が表示される。回折線プロファイル３５は横軸目盛りの第１角度２θ１＝５°から第２角度２θ２＝４０°の２θ角度走査領域にわたって横方向へ延びている。
【００６５】
ＤＳＣ測定結果表示３７には、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）をとった座標が表示されており、この座標上にＤＳＣ測定の結果であるＤＳＣ曲線３８が表示され、さらにＤＳＣ測定及びＸ線測定の試料温度条件である温度変化曲線３９が表示されている。
【００６６】
表示選択用アイコン４３は、順方向表示指示手段としての順方向表示アイコン４３ａ、逆方向表示指示手段としての逆方向表示アイコン４３ｂ、及び両方向表示指示手段としての両方向表示アイコン４３ｃを含んでいる。これらのアイコンは入力装置であるマウスによって操作されるポインタ表示によって選択できる。初期状態においてはいずれかのアイコン、例えば両方向表示アイコン４３ｃが選択されるものとする。
【００６７】
図３のステップＳ７及びＳ８の一連の処理、Ｓ９及びＳ１０の一連の処理、あるいはＳ１１及びＳ１２の一連の処理のように、アイコン４３ａ，４３ｂ，４３ｃのいずれかが選択されることにより、それぞれに対応する順方向データ、逆方向データ又は両方向データの画像データが生成され、さらに、ステップＳ１３においてそれらのデータに基づいて画面上に画像が表示される。
【００６８】
本実施形態では、ステップＳ８，Ｓ１０，Ｓ１２に示すように、ＣＰＵ１８は、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し、その画像データをステップＳ１３において画像表示ドライバへ伝送する。従って、本実施形態では、測定によって得られたデータが図１のディスプレイ２３の画面上に直ぐに、すなわちリアルタイムに表示される。
【００６９】
例えば、今、両方向表示アイコン４３ｃが選択された状態で、２θ１＝５°から２θ２＝４０°への順方向のＸ線回折測定と、２θ２＝４０°から２θ１＝５°への逆方向のＸ線回折測定とが交互に連続して繰り返して行われると、図３のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の工程が行われ、まず、図５に示すように順方向の第１回目の回折線プロファイル３５ａ、ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９が測定と同時に表示されてゆき、次に、図６に示すように逆方向の第１回目の回折線プロファイル３５ｂ、ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９が測定と同時に表示されてゆき、さらに、図７に示すように順方向の第２回目の回折線プロファイル３５ｃ、ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９が表示されてゆく。
【００７０】
以上のような測定が繰り返して行われた後、測定終了条件に達した時点で（例えば、試料温度が所定の温度に到達した時点で）（図３のステップＳ１６でＹＥＳ）、測定終了の指令が発生され（ステップＳ１７）、Ｘ線回折測定及び熱分析測定が終了する。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８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。
【００７１】
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Ｓ１８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Ｓ１９）。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８と同様の表示形態で表示される。
【００７２】
表示選択用アイコン４３のうちの両方向表示アイコン４３ｃを選択することに替えて、順方向表示アイコン４３ａを選択すると、図３のステップＳ７、Ｓ８、Ｓ１３の工程が実行され、図９に示すように、Ｘ線測定結果表示３６内に順方向の測定データだけが選択的に表示され、逆方向の測定データの表示が省略される。ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９はそれらの全領域が表示される。
【００７３】
他方、表示選択用アイコン４３のうちの逆方向表示アイコン４３ｂが選択されると、図３のステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１３の工程が実行され、図１０に示すように、Ｘ線測定結果表示３６内に逆方向の測定データだけが選択的に表示され、順方向の測定データの表示が省略される。ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９はそれらの全領域が表示される。
【００７４】
次に、図５から図１０に示した測定結果画面３４の性質について図８を用いて説明する。図１において、回折角度２θの第１角度２θ１＝５°と第２角度２θ２＝４０°との間の順方向及び逆方向の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８のＸ線測定結果表示３６内に１回ごとの回折線プロファイル３５が縦軸方向で間隔を空けて互いに平行に描かれる。
【００７５】
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８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。
【００７６】
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。
【００７７】
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のベースラインが順方向及び逆方向の各１回ごとの測定の測定開始時刻に一致している。つまり、各回折線プロファイル３５のベースラインを破線で示すように右方向へ延長したとき、その延長線がＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）と交わる時刻が各回折線プロファイル３５の測定開始時刻を示している。
【００７８】
ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９は、いずれも、ＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）に基づいて表示されているので、各回折線プロファイル３５のベースラインがＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸上の時刻に一致しているということは、各回折線プロファイル３５の開始時刻における温度が、回折線プロファイル３５のベースラインと温度変化曲線３９との交点で示される温度であるということである。また、各回折線プロファイル３５の開始時刻におけるＤＳＣ測定データが、回折線プロファイル３５のベースラインとＤＳＣ曲線３８との交点で示される値であるということである。
【００７９】
そして、各回折線プロファイル３５の開始（順方向測定であれば２θ＝５°、逆方向測定であれば２θ＝４０°）から終了までの温度変化は、各回折線プロファイル３５のベースラインと温度変化曲線３９との交点から当該回折線プロファイル３５の終了までの時間分の温度変化曲線３９の一部分ということになる。また、各回折線プロファイル３５の開始から終了までのＤＳＣ特性は、各回折線プロファイル３５のベースラインとＤＳＣ曲線３８との交点から当該回折線プロファイル３５の終了までの時間分のＤＳＣ曲線３８の一部分ということになる。
【００８０】
例えば、図８の矢印Ａで示す下から８番目の１つの回折線プロファイル３５を考えた場合、そのベースラインと温度変化曲線３９とが交わる点から始る所定部分Ｃが、当該回折線プロファイル３５に対応した温度変化部分である。また、回折線プロファイル３５のベースラインとＤＳＣ曲線３８とが交わる点から始る所定部分Ｄが、当該回折線プロファイル３５に対応したＤＳＣ変化部分である。
【００８１】
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、順方向プロファイルの場合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）になり、逆方向プロファイルの場合は左上がりのプロファイル（すなわち、２θの減少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（２θ角度軸）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。
【００８２】
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であっても良い。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、各回折線プロファイル３５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。
【００８６】
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（図３のステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５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８の矢印Ａで示す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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
本実施形態では、図８に示す両方向表示と、図９に示す順方向表示と、図１０に示す逆方向表示とを、表示選択用アイコン４３を用いたスイッチの切り替え操作により切り替えられるようにしている。以下、この表示切替処理について説明する。
【００９１】
図１１（ａ）は両方向表示が行われた場合を模式的に分かり易く示している。この例では、回折角度２θ＝αのところに回折ピークが生じる試料が測定に供されている。そして、温度変化が１００℃から１４８℃まで一定の温度上昇勾配で行われ、その温度変化の間に順方向でのＸ線回折測定が３回行われ（プロファイル３５ａ，３５ｃ，３５ｅ）、逆方向でのＸ線回折測定が２回行われている（プロファイル３５ｂ，３５ｄ）。順方向と逆方向とで反転が行われる際、その反転に要する時間で温度が２℃上昇するものと仮定している。
【００９２】
以上の条件の下、第１回目の順方向測定が１００℃〜１０８℃の温度変化の間に行われ、その後、温度が１０８℃から１１０℃まで上昇した時点で第１回目の逆方向測定が連続的に開始される。その逆方向測定が１１０℃〜１１８℃の温度変化の間に行われ、その後、温度が１１８℃から１２０℃まで上昇した時点で第２回目の順方向測定が連続的に開始される。
【００９３】
その順方向測定が１２０℃〜１２８℃の温度変化の間に行われ、その後、温度が１２８℃から１３０℃まで上昇した時点で第２回目の逆方向測定が連続的に開始される。その逆方向測定が１３０℃〜１３８℃の温度変化の間に行われ、その後、温度が１３８℃から１４０℃まで上昇した時点で第３回目の順方向測定が連続的に開始される。その順方向測定は１４０℃〜１４８℃の温度変化の間に行われる。
【００９４】
従来のように順方向だけの測定を行い、各測定間でＸ線検出器を開始角度位置まで戻り移動させるようにした測定方法では、Ｘ線検出器が戻り移動するときにはＸ線回折測定を中断せざるを得ず、その温度変化間のＸ線回折測定データが得られなかった。これに対し、本実施形態によれば、順方向測定と逆方向測定とを交互に連続して繰り返して行うので、Ｘ線検出器を初期位置へ戻すための戻り時間が不要となり、Ｘ線回折測定を中断させるのは測定方向を順方向から逆方向へ反転させるための短時間だけである。従って、Ｘ線測定の中断をできる限り抑えることが可能となった。
【００９５】
ところで、既に説明したように、各回折線プロファイル３５ａ〜３５ｅのベースラインは測定開始時点の温度の位置に合わされている。すなわち、順方向第１回目のプロファイル３５ａの開始点（左端点）は１００℃を示す位置に表されている。逆方向第１回目のプロファイル３５ｂの開始点（右端点）は１１０℃を示す位置に表されている。
【００９６】
順方向第２回目のプロファイル３５ｃの開始点（左端点）は１２０℃を示す位置に表されている。逆方向第２回目のプロファイル３５ｄの開始点（右端点）は１３０℃を示す位置に表されている。そして、順方向第３回目のプロファイル３５ｅの開始点（左端点）は１４０℃を示す位置に表されている。
【００９７】
プロファイルの右端位置における順方向測定の終了から逆方向測定の開始までの間、及びプロファイルの左端位置における逆方向測定の終了から順方向測定の開始までの間の温度上昇は２℃と設定しているが、２θ角の走査方向の折り返しに要する時間を短く設定すれば、その折り返し時の温度上昇をより小さくすることができる。
【００９８】
順方向測定時に現れる回折線ピークと逆方向測定時に現れる回折線ピークとの２θ角度位置は試料が同じであるので、当然に同じ角度位置である。しかしながら、順方向測定と逆方向測定とを反転させながら連続して行うと、それらの測定において回折線ピークが現れる時点での温度条件は変化している。
【００９９】
具体的には、順方向１回目のプロファイル３５ａにおいてピークが発生したときの温度は１０６℃であり、逆方向１回目のプロファイル３５ｂにおいてピークが発生したときの温度は１１２℃であり、順方向２回目のプロファイル３５ｃにおいてピークが発生したときの温度は１２６℃であり、逆方向２回目のプロファイル３５ｄにおいてピークが発生したときの温度は１３２℃であり、そして順方向３回目のプロファイル３５ｅにおいてピークが発生したときの温度は１４６℃である。
【０１００】
従って、両方向表示において、順方向時のピークが出てから逆方向時のピークが出るまでの温度差は６℃であり、他方、逆方向時のピークが出てから順方向時のピークが出るまでの温度差は１４℃である。このように、複数の回折線プロファイル３５においてピークが発生する温度が互いに隣接するプロファイル間で異なっているということは、通常の一般的な分析においては問題にはならないが、温度変化に対する試料の構造変化を学術的に厳密に分析したい場合には、最良のデータとは言い難い。
【０１０１】
そのように厳密な分析を行う場合には、例えば、図１１（ｂ）のように順方向表示アイコン４３ａを選択してクリックすることにより、順方向プロファイル３５ａ，３５ｃ，３５ｅだけを画像表示し、逆方向プロファイル３５ｂ，３５ｄを削除する。あるいは、例えば、図１１（ｃ）のように逆方向表示アイコン４３ｂを選択してクリックすることにより、逆方向プロファイル３５ｂ，３５ｄだけを画像表示し、順方向プロファイル３５ａ，３５ｃ，３５ｅを削除する。
【０１０２】
図１１（ｂ）や図１１（ｃ）のグラフを見れば、各プロファイルのピーク発生時の温度の差はいずれの場合でも２０℃の均等になるので、各ピークの発生角度と温度環境との関係を厳密に分析することが可能となる。すなわち、得られた測定結果の分析を正確且つ迅速に行うことが可能となる。
【０１０３】
（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。
【０１０４】
例えば、上記実施形態では、環境変化手段として温度制御装置１６について説明した。しかしながら、図１の湿度制御装置１７を環境変化手段と考え、湿度変化に対する試料の構造変化をＸ線回折測定によって分析することもできる。さらには、試料室２内の圧力を変化させる圧力制御装置を試料室２に付設して、圧力変化に対する試料の構造変化をＸ線回折測定によって分析することもできる。さらには、温度変化、湿度変化、及び圧力変化の組合せの環境変化に対する試料の構造変化をＸ線回折測定によって分析することもできる。
【０１０５】
上記実施形態では、Ｘ線源６を含む入射側光学系とＸ線検出器７を含む受光側光学系とを試料軸線ωを中心として互いに逆方向へ同じ角度θだけ回転移動させながら試料４からの回折線をＸ線検出器７によって検出する構成であるゴニオメータ、すなわちθ−θゴニオメータを例示した。これに代えて、Ｘ線源６を含む入射側光学系を回転しないように固定し、試料４を試料軸線ωを中心としてθ回転させ、Ｘ線検出器７を含む受光側光学系を試料軸線ωを中心としてθ回転と同じ方向へ２倍の角速度で回転させながら、試料４からの回折線をＸ線検出器７によって検出する構成であるゴニオメータ、すなわちθ−２θゴニオメータを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１０６】
１．Ｘ線分析装置、 ２．試料室、 ３．ゴニオメータ（検出器回転装置）、 ４．試料、 ６．Ｘ線源、 ７．Ｘ線検出器、 ８．標準物質、 ９．温度センサ、 １１．湿度センサ、 １２．主制御装置（制御手段）、 １４．ＤＳＣ測定回路、 １６．温度制御装置、 １７．湿度制御装置、 １８．ＣＰＵ、 １９．ＲＯＭ、 ２１．ＲＡＭ、 ２２．メモリ、 ２３．ディスプレイ（画像表示装置）、 ２４．測定制御プログラム、 ２６．画像表示プログラム、 ２８．測定データ記憶ファイル、 ２９．解析データ記憶ファイル、 ３４．測定結果画面、 ３５．回折線プロファイル、 ３６．Ｘ線測定結果表示、 ３７．ＤＳＣ測定結果表示、 ３８．ＤＳＣ曲線、 ３９．温度変化曲線、 ４３．表示選択用アイコン、 ４３ａ．順方向表示アイコン、 ４３ｂ．逆方向表示アイコン、 ４３ｃ．両方向表示アイコン、 ω．試料軸線、 Ｓ０．Ｘ線強度信号、 Ｓ１．温度信号、 Ｓ２．湿度信号、 Ｓ３．熱量信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料にＸ線を照射したときに該試料から出たＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置に関する。特に、検出結果を画面上に画像として表示するようにしたＸ線分析装置に関する。
【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２次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、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、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】
上記のＸ線分析装置において、試料に対する環境を変化させながら、測定を行うようにした装置が知られている。例えば、試料の温度を変化させながらＸ線測定を行ったり、試料の湿度を変化させながらＸ線測定を行ったり、試料に加わる圧力を変化させながらＸ線測定を行ったりする。また、それらの環境変化を組み合わせた状態でＸ線測定を行う場合もある。
【０００４】
従来、温度を変化させながらＸ線測定を行うようにしたＸ線分析装置が特許文献１に開示されている。この装置においては、試料の周囲の温度を所定の条件で変化させながら、Ｘ線検出器の試料軸線に対するＸ線取込角度（一般に、２θ角度又は２θ回折角度と呼ばれている）を第１角度と第２角度との間で変化させる動作（測角動作）を繰り返して行い、温度変化する試料からどの角度でどの大きさの２次Ｘ線が出るかを測定している。
【０００５】
なお、試料に入射するＸ線、すなわち入射Ｘ線、の中心軸線を入射側のＸ線光軸といい、Ｘ線検出器のＸ線取込口の中心が試料の中心を見込む線を受光側のＸ線光軸というとき、前記２θ角度は、受光側のＸ線光軸が入射側のＸ線光軸に対して成す角度である。
【０００６】
この装置では、第１角度から第２角度への測角動作を常に１つの方向、例えば小さい角度から大きい角度へ角度が増加する方向、で行っていた。つまり、第１角度から第２角度への測角動作が終わると、次の測角動作のためにＸ線検出器は第２角度位置から第１角度位置へと戻り移動していた。この戻り移動時には測角は行われない。
【０００７】
従来、第１角度から第２角度への測角動作を１つの方向だけでなく、両方向で連続的に行うようにしたＸ線回折装置が特許文献２に開示されている。この装置では、試料の温度を変化させながら、Ｘ線検出器の角度を第１角度と第２角度との間で順方向（角度が増加する方向）と逆方向（角度が減少する方向）とで連続して繰り返して回転移動させて、Ｘ線検出器によるＸ線検出を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２９５２４４号公報（第２〜４頁、図１）
【特許文献２】特公昭３６−００３３４８号公報（第１〜２頁、第２，３，４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されたＸ線回折装置では、Ｘ線検出器を第２角度から第１角度へ戻り移動させる間、Ｘ線測定ができなかった。それにも関わらずこの戻り時間においても試料温度は変化していたので、この戻り時間における試料温度変化に関してはＸ線測定結果の情報採取が中断されていた。例えば、この戻り時間における温度変化の最中に試料の結晶構造に変化が生じた場合には、その構造変化をＸ線測定によって捕えることができなかった。
【００１０】
特許文献２に開示されたＸ線回折装置では、Ｘ線検出器の測角が順方向と逆方向とで交互に連続して行われ、順方向と逆方向とのＸ線測定の結果である回折線図形を１つの用紙上に連続して描画していた。この描画方法では、順方向における回折ピークと逆方向における回折ピークとの関係を把握することが非常に難しく、正確な分析を迅速に行うことが難しかった。
【００１１】
本発明は、上記の問題点を解消するために成されたものであって、温度変化等といった環境変化を伴って所定角度範囲のＸ線測定を繰り返して行う場合に、Ｘ線測定の中断をできる限り抑えることができ、しかも、得られた測定結果の分析を正確且つ迅速に行うことができるＸ線回折装置を提供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線分析装置は、試料軸線上に置かれた試料にＸ線を照射したときに該試料から出たＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置において、前記試料に対する環境を変化させる環境変化手段と、前記Ｘ線検出器を前記試料軸線を中心として回転移動させる検出器回転装置と、前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいてＸ線強度を演算する強度演算手段と、前記強度演算手段の出力データを画面上に画像として表示させる画像表示手段と、前記検出器回転装置、前記強度演算手段及び前記画像表示手段の動作を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記検出器回転装置によって前記Ｘ線検出器を小さい第１角度と大きい第２角度との間で角度が増加する順方向及び角度が減少する逆方向へ交互に連続させて測角しながら回転移動させ、前記強度演算手段によってＸ線強度を順方向時及び逆方向時の両方で演算させ、順方向移動時のＸ線強度データを角度座標軸上の前記第１角度から前記第２角度へ向かって画面上で表示させ、逆方向移動時のＸ線強度データを同じ角度座標軸上の前記第２角度から前記第１角度へ向かって画面上で表示させることを特徴とする。
【００１３】
環境変化手段は、例えば温度を変化させる手段、湿度を変化させる手段、圧力を変化させる手段である。検出器回転装置は、一般的なＸ線回折装置において用いられるゴニオメータによって実現できる。強度演算手段は、例えばコンピュータの構成要素であるＣＰＵと演算用プログラムソフトとの組合せによって構成できる。画像表示手段は、例えばＣＰＵと画像形成用プログラムソフトと画像表示ドライバとの組合せによって構成できる。制御手段は、例えばＣＰＵとプログラムソフトとの組合せによって構成できる。
【００１４】
Ｘ線検出器の２θ回折角度に関して順方向だけの測定を複数回行うことにした従来のＸ線分析装置では、各測定間でＸ線検出器を開始角度位置まで戻り移動させていた。Ｘ線検出器が戻り移動するときにはＸ線回折測定を中断せざるを得ず、その温度変化間のＸ線回折測定データが得られなかった。これに対し、本実施形態によれば、順方向測定と逆方向測定とを交互に連続して繰り返して行うので、Ｘ線検出器を初期位置へ戻すための戻り時間が不要となり、Ｘ線回折測定を中断させるのは測定方向を順方向から逆方向へ反転させるための短時間だけである。従って、Ｘ線測定の中断をできる限り抑えることが可能となった。
【００１５】
さらに、本発明のＸ線分析装置では、順方向データと逆方向データとが共通の角度座標軸上に表示されるので、それらのデータの分析を正確且つ迅速に行うことができる。
【００１６】
ところで、本発明のＸ線分析装置では、温度、湿度等といった環境を変化させながらＸ線検出器を順方向移動及び逆方向移動させ、それらの両方向の移動に際してＸ線回折測定を行う。そして、順方向移動時のＸ線強度データと逆方向移動時のＸ線強度データとを共通の角度座標軸上に表示する。この場合、Ｘ線強度データの２θ角度に関する強度データに関しては順方向でも逆方向でも同じ特性で表示されるが、Ｘ線強度データの環境値、例えば温度に関する特性は順方向移動時の場合と逆方向移動時の場合とで異なってしまう。
【００１７】
例えば、図１１（ａ）において、角度座標軸２θを横軸とする座標上に、順方向移動時のＸ線強度データ３５ａ，３５ｃ，３５ｅ及び逆方向移動時のＸ線強度データ３５ｂ，３５ｄが表示されている。各Ｘ線強度データにおいて同じ２θ角度のところにピーク値が生じている。試料が同じである限り、各Ｘ線強度データにおいて同じ角度位置にピークが生じるのは当然のことである。
【００１８】
ここで、全てのＸ線強度データが順方向移動に由来するものであるならば、各Ｘ線強度データについての温度変化傾向は同じである。例えば、温度が一定の勾配で上昇するように制御されていれば、順方向移動のＸ線強度データについての温度勾配は全て一定で、例えば右上がりの温度上昇勾配となる。この場合には、各Ｘ線強度データにおけるピーク発生時の温度の差は一定値になるはずである。
【００１９】
ところが、本発明の場合のように、Ｘ線検出器に関して順方向移動と逆方向移動とを連続して繰り返して行う場合には、図１１（ａ）の座標において左端から書き始められる順方向データ３５ａ，３５ｃ，３５ｅと、右端から書き始められる逆方向データ３５ｂ，３５ｄとで、温度の上昇傾向が逆向きとなり、順方向移動時の場合と逆方向移動時の場合とで温度変化特性上での性質が異なってしまう。
【００２０】
例えば、試料温度の温度勾配が一定に制御される場合であれば、順方向データにおけるピーク発生時温度（例えば図１１（ａ）の１０６℃）から次の逆方向データにおけるピーク発生時温度（１１２℃）に至るまでの温度変化（６℃）と、逆方向データにおけるピーク発生時温度（１１２℃）から次の順方向データにおけるピーク発生温度（１２６℃）までの温度変化（１４℃）とが一定でなくなる。
【００２１】
この現象は、一般的な分析においては大きな問題にはならないが、学術的で厳密な分析を行いたい場合には、判断を惑わす要因になりかねない。そこで本発明の好ましい実施態様では、順方向表示と逆方向表示とを切り換えるための表示切替手段をさらに有し、前記制御手段は、前記表示切替手段によって順方向表示が選択された場合は順方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、逆方向移動のＸ線強度データは表示せず、前記表示切替手段によって逆方向表示が選択された場合は逆方向移動のＸ線強度データを画面上に表示させ、順方向移動のＸ線強度データは表示しないこと、としている。
【００２２】
この実施態様によれば、表示切替手段の操作により順方向表示だけ又は逆方向表示だけを見ることができる。順方向表示と逆方向表示とが混在する場合には、各表示間で環境変化特性、例えば温度変化特性が異なることがあるが、順方向表示だけの場合に表示される複数のＸ線強度データや、逆方向表示だけの場合に表示される複数のＸ線強度データに関しては、全て同じ環境変化特性に基づいている。従って、学術的で厳密な分析を行いたい場合には、順方向表示だけ又は逆方向表示だけの表示を選択的に行うことにより、目的を達成できる。
【００２３】
本発明のＸ線分析装置のさらに他の実施態様は、順方向表示だけを行わせるための順方向表示指示手段と、逆方向表示だけを行わせるための逆方向表示指示手段と、順方向及び逆方向の両方の表示を行わせるための両方向表示指示手段とを有する。そして前記制御手段は、（１）両方向表示指示手段が選択された場合には、順方向移動時及び逆方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、（２）順方向表示指示手段が選択された場合には、順方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、逆方向移動のＸ線強度データは表示せず、（３）逆方向表示指示手段が選択された場合には、逆方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、順方向移動のＸ線強度データは表示しない。
【００２４】
順方向表示指示手段、逆方向表示指示手段、及び両方向表示指示手段は、キーボード、マウス、その他の専用の入力装置であっても良いし、ディスプレイ画面上に表示されるアイコン表示であっても良い。本実施態様によれば、順方向表示、逆方向表示、及び両方向表示を手軽に選択して画面表示できるので、迅速な分析を行うことが可能と成る。
【００２５】
本発明の好ましい実施態様においては、前記検出器回転装置はサーボモータを動力源として有しており、前記サーボモータは自身の出力軸の回転速度を検出して信号を出力するエンコーダを有しており、前記サーボモータは前記エンコーダの出力が一定となるように前記出力軸の回転を制御するモータである。
【００２６】
各種の機構を動かす動力源であって、自身の出力軸の回転数又は回転角度を制御できるものとして、上記のサーボモータ以外にパルスモータが考えられる。パルスモータは、ステータに供給するパルス電流を制御することにより、出力軸と一体なロータの回転数又は回線角度を制御するモータである。本発明のようにＸ線検出器を順方向と逆方向との両方向へ回転させながら、その両方向において測角及びＸ線回折測定を行う場合には、順方向と正方向とで正確な角度決めが行われなければならない。
【００２７】
パルスモータを用いる場合には、パルスモータに内蔵される機構のバックラッシュ等のために、ステータに一定のパルス電流が供給された場合でも順方向回転と逆方向回転とで出力軸の回転角度が異なってしまうことがある。これに対し、サーボモータを用いた場合には、その出力軸の角度決めを順方向回転と逆方向回転とで正確に一致させることができる。従って、本発明の場合には、動力源としてサーボモータを用いることが望ましい。
【００２８】
本発明の好ましい実施態様においては、前記環境変化手段は、前記試料軸線を含む空間の温度を変化させる温度制御手段、前記試料軸線を含む空間の湿度を変化させる湿度制御手段、及び前記試料軸線を含む空間の圧力を変化させる圧力制御手段の少なくとも１つである。
【００２９】
この構成により、温度変化、湿度変化、及び圧力変化にさらされる試料に関して、順方向及び逆方向の両方向の２θ回転によるＸ線測定を連続して行うことにより、それらの環境変化中で中断の少ないデータを得ることができる。
【００３０】
本発明の好ましい実施態様においては、前記画像表示手段は前記環境変化手段によって行われる環境変化を画面上に画像として表示し、前記制御手段は前記強度演算手段の出力データの画像表示と前記環境変化の画像表示とを互いに関連付けて表示させる。環境変化とは、例えば温度変化、湿度変化、圧力変化等である。これらの環境変化がＸ線強度データと同時に表示されれば、Ｘ線強度データを多様な観点から正確に分析できる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係るＸ線分析装置によれば、順方向測定と逆方向測定とを交互に連続して繰り返して行うので、Ｘ線検出器を初期位置へ戻すための戻り時間が不要となり、Ｘ線回折測定を中断させるのは測定方向を順方向と逆方向との間で反転させるための短時間だけであり、それ故、温度変化等といった環境変化を伴ったＸ線測定の中断をできる限り抑えることが可能となった。
さらに、本発明のＸ線分析装置では、順方向データと逆方向データとが共通の角度座標軸上に表示されるので、それらのデータの分析を正確且つ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るＸ線分析装置の一実施形態の構造の概略を示す図である。
【図２】図１のＸ線分析装置の制御系を示すブロック図である。
【図３】図２の制御系によって実行される制御の流れを示すフローチャートである。
【図４】図２の制御系で用いられるメモリ内のデータ記憶例を示す図である。
【図５】図２の制御系で用いられるディスプレイの表示例を示す図である。
【図６】図５の表示例に引き続く表示例を示す図である。
【図７】図６の表示例に引き続く表示例を示す図である。
【図８】順方向及び逆方向の両方向表示を行った表示例を示す図である。
【図９】順方向表示だけを行った表示例を示す図である。
【図１０】逆方向表示だけを行った表示例を示す図である。
【図１１】順方向表示と逆方向表示との切り替え状況を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
（第１実施形態）
図１に示す本実施形態のＸ線分析装置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。なお、本発明との関係では、ＤＳＣ測定を行うことは必須の要件ではない。そして、ＤＳＣ測定に伴って試料に加えられる温度変化及び湿度変化が本発明における環境変化に相当する。
【００３４】
Ｘ線分析装置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、検出器回転装置としてのθ−θゴニオメータ（θ−θ測角器）３が設けられている。
【００３５】
試料室２の外部の一方にＸ線源６が設けられ、反対側の外部にＸ線検出器７が設けられている。Ｘ線源６は、ゴニオメータ３に設置されているアームに支持されている。Ｘ線検出器７は、ゴニオメータ３に設置されている他のアームに支持されている。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。
【００３６】
θ−θゴニオメータ３は分析の対象である試料４を試料軸線ω上に回転しない状態で、すなわち固定状態で支持している。試料４を置く面は水平状態となっている。試料軸線ωは試料４のＸ線照射面を通る仮想線であり、図１において紙面を貫通する方向（通常は水平方向）に延びる仮想直線である。Ｘ線源６の中心と試料４の中心とを結ぶ直線が入射側のＸ線光軸である。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受光側のＸ線光軸である。
【００３７】
θ−θゴニオメータ３は、Ｘ線源６とＸ線検出器７とを試料軸線ωを中心として基準０°位置（通常は、水平方向）から互いに逆方向へ同じ角度θだけ回転させる。これらの回転により、試料４へ入射するＸ線の入射角度θを測角（すなわち、角度の位置決めを）すると共に、Ｘ線検出器７のＸ線取込口が試料４の中心を見込む線が入射側Ｘ線光軸の延長線となす角度２θ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。
【００３８】
試料軸線ωを中心とするＸ線検出器７の回転は、Ｘ線源６の回転に対して、回転方向が逆で回転角度が同じ回転である。よって、Ｘ線源６が角度θだけ回転するときＸ線検出器は逆方向へ同じ角度θだけ回転する。この場合、Ｘ線検出器７の回転は試料４から回折角度２θで発生する回折線をＸ線検出器７のＸ線取込口によって検出するための回転であるので、本明細書ではこのＸ線検出器７の回転を２θ回転ということにする。
【００３９】
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。
【００４０】
ゴニオメータ３は、制御手段としての主制御装置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。Ｘ線強度信号Ｓ０そのものがＸ線強度を示す信号であっても良いし、後述するＣＰＵが後述する測定制御プログラムに従って動作してＸ線強度信号Ｓ０に基づいてＸ線強度を演算する構成であっても良い。
【００４１】
ゴニオメータ３は、例えば、動力源としてのサーボモータと、サーボモータの回転動力をＸ線源６のθ回転へ変換する動力伝達手段と、サーボモータの回転動力をＸ線検出器７の２θ回転へ変換する動力伝達手段とを有している。動力伝達手段としては、例えば、ウオームとウオームホイールとから成る機構を用いることができる。
【００４２】
サーボモータは、周知の通り、出力軸の回転角度又は回転速度をエンコーダ等によって検出し、その検出結果を入力電流にフィードバックして所望の出力を得るモータである。出力軸の回転角度等を制御できるモータとしてサーボモータ以外にパルスモータが知られている。このパルスモータは、パルス状の電流をモータへ供給することによって出力軸の回転角度等を制御するモータである。
【００４３】
サーボモータもパルスモータも出力軸を正回転及び逆回転させることができるが、パルスモータは内部機構のバックラッシュ等のために正回転時の出力軸角度と逆回転時の出力軸角度とがずれる可能性がある。一方、サーボモータは正・逆回転時の出力角度ずれが生じない。後述のように、本実施形態では、Ｘ線検出器７に関する２θ回転を正逆両方向で行うものであり、従って、それらの両方向で正確な角度決めを行うことができるサーボモータは有利である。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
メモリ２２内には、図１のＸ線分析装置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、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。
【００５１】
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。
【００５２】
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がある。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、装置の初期化を行う。初期化の条件は、例えば図２のメモリ２２内の所定領域やＲＯＭ１９内に記憶されている。次に、ステップＳ２において、必要に応じて測定者の指示に従って条件設定を行う。初期値のままで良い場合は条件設定工程Ｓ２において条件の変更を行わない。
【００５８】
なお、本実施形態では、次の条件で測定を行うものとする。
（１）試料室２内の温度を温度制御装置１６によって所定の条件で変化させる。
（２）試料室２内の湿度を湿度制御装置１７によって所定の条件で変化させる。
（３）Ｘ線検出器７のＸ線取込み角度２θを第１角度２θ１＝５°から第２角度２θ２＝４０°の間で所定の角速度又は所定のステップ角度で変化させる。角度が増加する方向を順方向といい、角度が減少する方向を逆方向といい、５°と４０°との間の順方向の走査回転と逆方向の走査回転とを（すなわち往復の走査回転を）連続して繰り返して行う。
【００５９】
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Ｓ３において判定され、あった場合（ステップＳ３でＹＥＳ）には、ステップＳ４において測定開始の指令を発生する。
【００６０】
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の内部領域が所定の条件通りに温度制御され、湿度制御装置１７の作用により試料室２の内部領域が所定の条件通りに湿度制御される。さらに、ゴニオメータ３の作用により、試料４へのＸ線入射角度θ及びＸ線検出器７による試料４からの回折線の取込み角度２θが所定の条件通りに角度制御される。これらの制御の結果、Ｘ線検出器７から回折線強度データＳ０＝Ｉ（２θ）が得られ、ＤＳＣ測定回路１４から熱流量データ（ＤＳＣデータ）Ｓ３が得られる。
【００６１】
得られたこれらのデータはステップＳ５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、図４に示すように、これらのＩ（２θ）データ及びＤＳＣデータは測定開始からの経時時間ｔとの関連で記憶される。経時時間ｔは試料の温度変化Ｔ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Ｔの変化と関連している。また、ＤＳＣ熱量データは試料温度Ｔの変化と関連している。さらに、測定された湿度データＨも経過時間ｔとの関連で記憶される。
【００６２】
なお、各データは、Ｘ線検出器７が順方向移動する場合と逆方向移動する場合との両方で得られるが、測定データ記憶ファイル２８は、各データを順方向と逆方向とに区別して記憶する。図４では、順方向時のデータを「順」で示し、逆方向時のデータを「逆」で示している。
【００６３】
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Ｓ６でＹＥＳ）には、測定によって得られたデータを図１のディスプレイ２３の画面上に表示する。具体的には、順方向測定時のデータ及び逆方向測定時のデータの両方を同時に表示することと、順方向測定時のデータだけを表示することと、逆方向測定時のデータだけを表示すること、との３種類の表示態様のいずれかを選択して表示を行う。この選択を可能とするため、図５に示す測定結果画面３４の所定位置、実施形態では画面上部の中央よりやや右側の位置、に表示選択用アイコン４３を画像表示している。
【００６４】
なお、測定結果画面３４において、左側の部分３６はＸ線測定の結果を表示する領域であり、右側の部分３７はＤＳＣ測定の結果を表示する領域である。Ｘ線測定結果表示３６には、横軸に回折角度２θをとり、縦軸に回折線強度Ｉをとった座標が表示されており、この座標上にＸ線測定の結果である回折線プロファイル３５が表示される。回折線プロファイル３５は横軸目盛りの第１角度２θ１＝５°から第２角度２θ２＝４０°の２θ角度走査領域にわたって横方向へ延びている。
【００６５】
ＤＳＣ測定結果表示３７には、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）をとった座標が表示されており、この座標上にＤＳＣ測定の結果であるＤＳＣ曲線３８が表示され、さらにＤＳＣ測定及びＸ線測定の試料温度条件である温度変化曲線３９が表示されている。
【００６６】
表示選択用アイコン４３は、順方向表示指示手段としての順方向表示アイコン４３ａ、逆方向表示指示手段としての逆方向表示アイコン４３ｂ、及び両方向表示指示手段としての両方向表示アイコン４３ｃを含んでいる。これらのアイコンは入力装置であるマウスによって操作されるポインタ表示によって選択できる。初期状態においてはいずれかのアイコン、例えば両方向表示アイコン４３ｃが選択されるものとする。
【００６７】
図３のステップＳ７及びＳ８の一連の処理、Ｓ９及びＳ１０の一連の処理、あるいはＳ１１及びＳ１２の一連の処理のように、アイコン４３ａ，４３ｂ，４３ｃのいずれかが選択されることにより、それぞれに対応する順方向データ、逆方向データ又は両方向データの画像データが生成され、さらに、ステップＳ１３においてそれらのデータに基づいて画面上に画像が表示される。
【００６８】
本実施形態では、ステップＳ８，Ｓ１０，Ｓ１２に示すように、ＣＰＵ１８は、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し、その画像データをステップＳ１３において画像表示ドライバへ伝送する。従って、本実施形態では、測定によって得られたデータが図１のディスプレイ２３の画面上に直ぐに、すなわちリアルタイムに表示される。
【００６９】
例えば、今、両方向表示アイコン４３ｃが選択された状態で、２θ１＝５°から２θ２＝４０°への順方向のＸ線回折測定と、２θ２＝４０°から２θ１＝５°への逆方向のＸ線回折測定とが交互に連続して繰り返して行われると、図３のステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の工程が行われ、まず、図５に示すように順方向の第１回目の回折線プロファイル３５ａ、ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９が測定と同時に表示されてゆき、次に、図６に示すように逆方向の第１回目の回折線プロファイル３５ｂ、ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９が測定と同時に表示されてゆき、さらに、図７に示すように順方向の第２回目の回折線プロファイル３５ｃ、ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９が表示されてゆく。
【００７０】
以上のような測定が繰り返して行われた後、測定終了条件に達した時点で（例えば、試料温度が所定の温度に到達した時点で）（図３のステップＳ１６でＹＥＳ）、測定終了の指令が発生され（ステップＳ１７）、Ｘ線回折測定及び熱分析測定が終了する。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８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。
【００７１】
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Ｓ１８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Ｓ１９）。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８と同様の表示形態で表示される。
【００７２】
表示選択用アイコン４３のうちの両方向表示アイコン４３ｃを選択することに替えて、順方向表示アイコン４３ａを選択すると、図３のステップＳ７、Ｓ８、Ｓ１３の工程が実行され、図９に示すように、Ｘ線測定結果表示３６内に順方向の測定データだけが選択的に表示され、逆方向の測定データの表示が省略される。ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９はそれらの全領域が表示される。
【００７３】
他方、表示選択用アイコン４３のうちの逆方向表示アイコン４３ｂが選択されると、図３のステップＳ９、Ｓ１０、Ｓ１３の工程が実行され、図１０に示すように、Ｘ線測定結果表示３６内に逆方向の測定データだけが選択的に表示され、順方向の測定データの表示が省略される。ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９はそれらの全領域が表示される。
【００７４】
次に、図５から図１０に示した測定結果画面３４の性質について図８を用いて説明する。図１において、回折角度２θの第１角度２θ１＝５°と第２角度２θ２＝４０°との間の順方向及び逆方向の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８のＸ線測定結果表示３６内に１回ごとの回折線プロファイル３５が縦軸方向で間隔を空けて互いに平行に描かれる。
【００７５】
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８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。
【００７６】
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。
【００７７】
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のベースラインが順方向及び逆方向の各１回ごとの測定の測定開始時刻に一致している。つまり、各回折線プロファイル３５のベースラインを破線で示すように右方向へ延長したとき、その延長線がＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）と交わる時刻が各回折線プロファイル３５の測定開始時刻を示している。
【００７８】
ＤＳＣ曲線３８及び温度変化曲線３９は、いずれも、ＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸（時間軸）に基づいて表示されているので、各回折線プロファイル３５のベースラインがＤＳＣ測定結果表示３７の縦軸上の時刻に一致しているということは、各回折線プロファイル３５の開始時刻における温度が、回折線プロファイル３５のベースラインと温度変化曲線３９との交点で示される温度であるということである。また、各回折線プロファイル３５の開始時刻におけるＤＳＣ測定データが、回折線プロファイル３５のベースラインとＤＳＣ曲線３８との交点で示される値であるということである。
【００７９】
そして、各回折線プロファイル３５の開始（順方向測定であれば２θ＝５°、逆方向測定であれば２θ＝４０°）から終了までの温度変化は、各回折線プロファイル３５のベースラインと温度変化曲線３９との交点から当該回折線プロファイル３５の終了までの時間分の温度変化曲線３９の一部分ということになる。また、各回折線プロファイル３５の開始から終了までのＤＳＣ特性は、各回折線プロファイル３５のベースラインとＤＳＣ曲線３８との交点から当該回折線プロファイル３５の終了までの時間分のＤＳＣ曲線３８の一部分ということになる。
【００８０】
例えば、図８の矢印Ａで示す下から８番目の１つの回折線プロファイル３５を考えた場合、そのベースラインと温度変化曲線３９とが交わる点から始る所定部分Ｃが、当該回折線プロファイル３５に対応した温度変化部分である。また、回折線プロファイル３５のベースラインとＤＳＣ曲線３８とが交わる点から始る所定部分Ｄが、当該回折線プロファイル３５に対応したＤＳＣ変化部分である。
【００８１】
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、順方向プロファイルの場合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）になり、逆方向プロファイルの場合は左上がりのプロファイル（すなわち、２θの減少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（２θ角度軸）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。
【００８２】
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であっても良い。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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、各回折線プロファイル３５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。
【００８６】
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（図３のステップＳ１４でＹＥＳ）、ステップＳ１５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８の矢印Ａで示す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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
本実施形態では、図８に示す両方向表示と、図９に示す順方向表示と、図１０に示す逆方向表示とを、表示選択用アイコン４３を用いたスイッチの切り替え操作により切り替えられるようにしている。以下、この表示切替処理について説明する。
【００９１】
図１１（ａ）は両方向表示が行われた場合を模式的に分かり易く示している。この例では、回折角度２θ＝αのところに回折ピークが生じる試料が測定に供されている。そして、温度変化が１００℃から１４８℃まで一定の温度上昇勾配で行われ、その温度変化の間に順方向でのＸ線回折測定が３回行われ（プロファイル３５ａ，３５ｃ，３５ｅ）、逆方向でのＸ線回折測定が２回行われている（プロファイル３５ｂ，３５ｄ）。順方向と逆方向とで反転が行われる際、その反転に要する時間で温度が２℃上昇するものと仮定している。
【００９２】
以上の条件の下、第１回目の順方向測定が１００℃〜１０８℃の温度変化の間に行われ、その後、温度が１０８℃から１１０℃まで上昇した時点で第１回目の逆方向測定が連続的に開始される。その逆方向測定が１１０℃〜１１８℃の温度変化の間に行われ、その後、温度が１１８℃から１２０℃まで上昇した時点で第２回目の順方向測定が連続的に開始される。
【００９３】
その順方向測定が１２０℃〜１２８℃の温度変化の間に行われ、その後、温度が１２８℃から１３０℃まで上昇した時点で第２回目の逆方向測定が連続的に開始される。その逆方向測定が１３０℃〜１３８℃の温度変化の間に行われ、その後、温度が１３８℃から１４０℃まで上昇した時点で第３回目の順方向測定が連続的に開始される。その順方向測定は１４０℃〜１４８℃の温度変化の間に行われる。
【００９４】
従来のように順方向だけの測定を行い、各測定間でＸ線検出器を開始角度位置まで戻り移動させるようにした測定方法では、Ｘ線検出器が戻り移動するときにはＸ線回折測定を中断せざるを得ず、その温度変化間のＸ線回折測定データが得られなかった。これに対し、本実施形態によれば、順方向測定と逆方向測定とを交互に連続して繰り返して行うので、Ｘ線検出器を初期位置へ戻すための戻り時間が不要となり、Ｘ線回折測定を中断させるのは測定方向を順方向から逆方向へ反転させるための短時間だけである。従って、Ｘ線測定の中断をできる限り抑えることが可能となった。
【００９５】
ところで、既に説明したように、各回折線プロファイル３５ａ〜３５ｅのベースラインは測定開始時点の温度の位置に合わされている。すなわち、順方向第１回目のプロファイル３５ａの開始点（左端点）は１００℃を示す位置に表されている。逆方向第１回目のプロファイル３５ｂの開始点（右端点）は１１０℃を示す位置に表されている。
【００９６】
順方向第２回目のプロファイル３５ｃの開始点（左端点）は１２０℃を示す位置に表されている。逆方向第２回目のプロファイル３５ｄの開始点（右端点）は１３０℃を示す位置に表されている。そして、順方向第３回目のプロファイル３５ｅの開始点（左端点）は１４０℃を示す位置に表されている。
【００９７】
プロファイルの右端位置における順方向測定の終了から逆方向測定の開始までの間、及びプロファイルの左端位置における逆方向測定の終了から順方向測定の開始までの間の温度上昇は２℃と設定しているが、２θ角の走査方向の折り返しに要する時間を短く設定すれば、その折り返し時の温度上昇をより小さくすることができる。
【００９８】
順方向測定時に現れる回折線ピークと逆方向測定時に現れる回折線ピークとの２θ角度位置は試料が同じであるので、当然に同じ角度位置である。しかしながら、順方向測定と逆方向測定とを反転させながら連続して行うと、それらの測定において回折線ピークが現れる時点での温度条件は変化している。
【００９９】
具体的には、順方向１回目のプロファイル３５ａにおいてピークが発生したときの温度は１０６℃であり、逆方向１回目のプロファイル３５ｂにおいてピークが発生したときの温度は１１２℃であり、順方向２回目のプロファイル３５ｃにおいてピークが発生したときの温度は１２６℃であり、逆方向２回目のプロファイル３５ｄにおいてピークが発生したときの温度は１３２℃であり、そして順方向３回目のプロファイル３５ｅにおいてピークが発生したときの温度は１４６℃である。
【０１００】
従って、両方向表示において、順方向時のピークが出てから逆方向時のピークが出るまでの温度差は６℃であり、他方、逆方向時のピークが出てから順方向時のピークが出るまでの温度差は１４℃である。このように、複数の回折線プロファイル３５においてピークが発生する温度が互いに隣接するプロファイル間で異なっているということは、通常の一般的な分析においては問題にはならないが、温度変化に対する試料の構造変化を学術的に厳密に分析したい場合には、最良のデータとは言い難い。
【０１０１】
そのように厳密な分析を行う場合には、例えば、図１１（ｂ）のように順方向表示アイコン４３ａを選択してクリックすることにより、順方向プロファイル３５ａ，３５ｃ，３５ｅだけを画像表示し、逆方向プロファイル３５ｂ，３５ｄを削除する。あるいは、例えば、図１１（ｃ）のように逆方向表示アイコン４３ｂを選択してクリックすることにより、逆方向プロファイル３５ｂ，３５ｄだけを画像表示し、順方向プロファイル３５ａ，３５ｃ，３５ｅを削除する。
【０１０２】
図１１（ｂ）や図１１（ｃ）のグラフを見れば、各プロファイルのピーク発生時の温度の差はいずれの場合でも２０℃の均等になるので、各ピークの発生角度と温度環境との関係を厳密に分析することが可能となる。すなわち、得られた測定結果の分析を正確且つ迅速に行うことが可能となる。
【０１０３】
（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。
【０１０４】
例えば、上記実施形態では、環境変化手段として温度制御装置１６について説明した。しかしながら、図１の湿度制御装置１７を環境変化手段と考え、湿度変化に対する試料の構造変化をＸ線回折測定によって分析することもできる。さらには、試料室２内の圧力を変化させる圧力制御装置を試料室２に付設して、圧力変化に対する試料の構造変化をＸ線回折測定によって分析することもできる。さらには、温度変化、湿度変化、及び圧力変化の組合せの環境変化に対する試料の構造変化をＸ線回折測定によって分析することもできる。
【０１０５】
上記実施形態では、Ｘ線源６を含む入射側光学系とＸ線検出器７を含む受光側光学系とを試料軸線ωを中心として互いに逆方向へ同じ角度θだけ回転移動させながら試料４からの回折線をＸ線検出器７によって検出する構成であるゴニオメータ、すなわちθ−θゴニオメータを例示した。これに代えて、Ｘ線源６を含む入射側光学系を回転しないように固定し、試料４を試料軸線ωを中心としてθ回転させ、Ｘ線検出器７を含む受光側光学系を試料軸線ωを中心としてθ回転と同じ方向へ２倍の角速度で回転させながら、試料４からの回折線をＸ線検出器７によって検出する構成であるゴニオメータ、すなわちθ−２θゴニオメータを用いることもできる。
【符号の説明】
【０１０６】
１．Ｘ線分析装置、 ２．試料室、 ３．ゴニオメータ（検出器回転装置）、 ４．試料、 ６．Ｘ線源、 ７．Ｘ線検出器、 ８．標準物質、 ９．温度センサ、 １１．湿度センサ、 １２．主制御装置（制御手段）、 １４．ＤＳＣ測定回路、 １６．温度制御装置、 １７．湿度制御装置、 １８．ＣＰＵ、 １９．ＲＯＭ、 ２１．ＲＡＭ、 ２２．メモリ、 ２３．ディスプレイ（画像表示装置）、 ２４．測定制御プログラム、 ２６．画像表示プログラム、 ２８．測定データ記憶ファイル、 ２９．解析データ記憶ファイル、 ３４．測定結果画面、 ３５．回折線プロファイル、 ３６．Ｘ線測定結果表示、 ３７．ＤＳＣ測定結果表示、 ３８．ＤＳＣ曲線、 ３９．温度変化曲線、 ４３．表示選択用アイコン、 ４３ａ．順方向表示アイコン、 ４３ｂ．逆方向表示アイコン、 ４３ｃ．両方向表示アイコン、 ω．試料軸線、 Ｓ０．Ｘ線強度信号、 Ｓ１．温度信号、 Ｓ２．湿度信号、 Ｓ３．熱量信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料軸線上に置かれた試料にＸ線を照射したときに該試料から出たＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置において、
前記試料に対する環境を変化させる環境変化手段と、
前記Ｘ線検出器を前記試料軸線を中心として回転移動させる検出器回転装置と、
前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいてＸ線強度を演算する強度演算手段と、
前記強度演算手段の出力データを画面上に画像として表示させる画像表示手段と、
前記検出器回転装置、前記強度演算手段及び前記画像表示手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記検出器回転装置によって前記Ｘ線検出器を小さい第１角度と大きい第２角度との間で角度が増加する順方向及び角度が減少する逆方向へ交互に連続させて測角しながら回転移動させ、
前記強度演算手段によってＸ線強度を順方向時及び逆方向時の両方で演算させ、
順方向移動時のＸ線強度データを角度座標軸上の前記第１角度から前記第２角度へ向かって画面上で表示させ、逆方向移動時のＸ線強度データを同じ角度座標軸上の前記第２角度から前記第１角度へ向かって画面上で表示させる
ことを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項２】
順方向表示と逆方向表示とを切り換えるための表示切替手段をさらに有し、
前記制御手段は、
前記表示切替手段によって順方向表示が選択された場合は順方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、逆方向移動のＸ線強度データは表示せず、
前記表示切替手段によって逆方向表示が選択された場合は逆方向移動のＸ線強度データを画面上に表示させ、順方向移動のＸ線強度データは表示しない
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項３】
順方向表示だけを行わせるための順方向表示指示手段と、逆方向表示だけを行わせるための逆方向表示指示手段と、順方向及び逆方向の両方の表示を行わせるための両方向表示指示手段とを有し、
前記制御手段は、
両方向表示指示手段が選択された場合には、順方向移動時及び逆方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、
順方向表示指示手段が選択された場合には、順方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、逆方向移動のＸ線強度データは表示せず、
逆方向表示指示手段が選択された場合には、逆方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、順方向移動のＸ線強度データは表示しない
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項４】
前記検出器回転装置はサーボモータを動力源として有しており、該サーボモータは自身の出力軸の回転速度を検出して信号を出力するエンコーダを有しており、前記サーボモータはエンコーダの出力が一定となるように前記出力軸の回転を制御するモータである
ことを特徴とする請求項１から請求項３記載のＸ線分析装置。
【請求項５】
前記環境変化手段は、
前記試料軸線を含む空間の温度を変化させる温度制御手段、
前記試料軸線を含む空間の湿度を変化させる湿度制御手段、及び
前記試料軸線を含む空間の圧力を変化させる圧力制御手段の少なくとも１つである
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線分析装置。
【請求項６】
前記画像表示手段は、前記環境変化手段によって行われる環境変化を画面上に画像として表示し、
前記制御手段は、前記強度演算手段の出力データの画像表示と前記環境変化の画像表示とを互いに関連付けて表示させる
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線分析装置。
【請求項１】
試料軸線上に置かれた試料にＸ線を照射したときに該試料から出たＸ線をＸ線検出器によって検出するＸ線分析装置において、
前記試料に対する環境を変化させる環境変化手段と、
前記Ｘ線検出器を前記試料軸線を中心として回転移動させる検出器回転装置と、
前記Ｘ線検出器の出力信号に基づいてＸ線強度を演算する強度演算手段と、
前記強度演算手段の出力データを画面上に画像として表示させる画像表示手段と、
前記検出器回転装置、前記強度演算手段及び前記画像表示手段の動作を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
前記検出器回転装置によって前記Ｘ線検出器を小さい第１角度と大きい第２角度との間で角度が増加する順方向及び角度が減少する逆方向へ交互に連続させて測角しながら回転移動させ、
前記強度演算手段によってＸ線強度を順方向時及び逆方向時の両方で演算させ、
順方向移動時のＸ線強度データを角度座標軸上の前記第１角度から前記第２角度へ向かって画面上で表示させ、逆方向移動時のＸ線強度データを同じ角度座標軸上の前記第２角度から前記第１角度へ向かって画面上で表示させる
ことを特徴とするＸ線分析装置。
【請求項２】
順方向表示と逆方向表示とを切り換えるための表示切替手段をさらに有し、
前記制御手段は、
前記表示切替手段によって順方向表示が選択された場合は順方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、逆方向移動のＸ線強度データは表示せず、
前記表示切替手段によって逆方向表示が選択された場合は逆方向移動のＸ線強度データを画面上に表示させ、順方向移動のＸ線強度データは表示しない
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項３】
順方向表示だけを行わせるための順方向表示指示手段と、逆方向表示だけを行わせるための逆方向表示指示手段と、順方向及び逆方向の両方の表示を行わせるための両方向表示指示手段とを有し、
前記制御手段は、
両方向表示指示手段が選択された場合には、順方向移動時及び逆方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、
順方向表示指示手段が選択された場合には、順方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、逆方向移動のＸ線強度データは表示せず、
逆方向表示指示手段が選択された場合には、逆方向移動時のＸ線強度データを画面上に表示させ、順方向移動のＸ線強度データは表示しない
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線分析装置。
【請求項４】
前記検出器回転装置はサーボモータを動力源として有しており、該サーボモータは自身の出力軸の回転速度を検出して信号を出力するエンコーダを有しており、前記サーボモータはエンコーダの出力が一定となるように前記出力軸の回転を制御するモータである
ことを特徴とする請求項１から請求項３記載のＸ線分析装置。
【請求項５】
前記環境変化手段は、
前記試料軸線を含む空間の温度を変化させる温度制御手段、
前記試料軸線を含む空間の湿度を変化させる湿度制御手段、及び
前記試料軸線を含む空間の圧力を変化させる圧力制御手段の少なくとも１つである
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線分析装置。
【請求項６】
前記画像表示手段は、前記環境変化手段によって行われる環境変化を画面上に画像として表示し、
前記制御手段は、前記強度演算手段の出力データの画像表示と前記環境変化の画像表示とを互いに関連付けて表示させる
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線分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２０３８４２（Ｐ２０１０−２０３８４２Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４８０７０（Ｐ２００９−４８０７０）
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【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９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２日（２００９．３．２）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
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