特許 6558908 Ｘ線発生装置用ターゲットマウントおよびこれを備えたＸ線発生装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6558908

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】Ｘ線発生装置用ターゲットマウントおよびこれを備えたＸ線発生装置

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/10 20060101AFI20190805BHJP

   H05G 1/02 20060101ALI20190805BHJP

【ＦＩ】

   H01J35/10 B

   H01J35/10 N

   H01J35/10 Z

   H05G1/02 P

【請求項の数】10

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2015-22980(P2015-22980)

(22)【出願日】2015年2月9日

(65)【公開番号】特開2016-146281(P2016-146281A)

(43)【公開日】2016年8月12日

【審査請求日】2018年1月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000149170

【氏名又は名称】株式会社大阪真空機器製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井口 昌司

(72)【発明者】

【氏名】大林 哲郎

【審査官】 道祖土 新吾

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−０３０１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０８６０３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３１１０２８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１８４２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２７２０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１４１１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５０７６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１３４５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−１１５６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−１００６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１６３３５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ３５／００−３５／３２

Ｈ０５Ｇ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子線が照射されることでＸ線を発生するターゲットと、
前記ターゲットが取付けられたロータと、
前記ロータを軸線周りに回転駆動する回転駆動機構と、
前記ロータを囲繞するステータと、
外部に設置されたチャンバに接続される接続ポートとを備え、
前記ロータは、前記軸線と平行な方向において多段に配置された複数のロータ側フィン部を含み、
前記ステータは、前記軸線と平行な方向において多段に配置された複数のステータ側フィン部を含み、
前記複数のロータ側フィン部と前記複数のステータ側フィン部とは、互いに隙間を介して前記軸線と平行な方向において対向するように交互に配置され、
前記複数のロータ側フィン部および前記複数のステータ側フィン部の各々は、これらが対向する部分において、基材部と、前記基材部の表面を覆う被覆層とを有し、
前記被覆層が、前記基材部の放射率よりも高い放射率を有し、
前記複数のロータ側フィン部および前記複数のステータ側フィン部のうち、前記接続ポートが位置する側において最も外側に配置された最外側フィン部の、前記接続ポートを介して当該Ｘ線発生装置用ターゲットマウントの外部に露出する露出表面が、前記被覆層によって覆われておらず、前記基材部が露出した状態にある、Ｘ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項2】

前記接続ポートを吸気ポートとして備えるとともに、外部に設置された真空ポンプに接続される排気ポートと、前記吸気ポートおよび前記排気ポートを結ぶ排気経路とをさらに備え、
前記ロータと前記ステータとが対向する部分によって前記排気経路の少なくとも一部が構成されている、請求項１に記載のＸ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項3】

電子線が照射されることでＸ線を発生するターゲットと、
前記ターゲットが取付けられたロータと、
前記ロータを軸線周りに回転駆動する回転駆動機構と、
前記ロータを囲繞するステータと、
外部に設置されたチャンバに接続される接続ポートとを備え、
前記ロータは、前記軸線と平行な方向において多段に配置された複数のロータ側フィン部を含み、
前記ステータは、前記軸線と平行な方向において多段に配置された複数のステータ側フィン部を含み、
前記複数のロータ側フィン部と前記複数のステータ側フィン部とは、互いに隙間を介して前記軸線と平行な方向において対向するように交互に配置され、
前記複数のロータ側フィン部および前記複数のステータ側フィン部の各々は、これらが対向する部分において、基材部と、前記基材部の表面を覆う被覆層とを有し、
前記被覆層が、前記基材部の放射率よりも高い放射率を有し、
前記接続ポートを吸気ポートとして備えるとともに、外部に設置された真空ポンプに接続される排気ポートと、前記吸気ポートおよび前記排気ポートを結ぶ排気経路とをさらに備え、
前記ロータと前記ステータとが対向する部分によって前記排気経路の少なくとも一部が構成されている、Ｘ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項4】

前記ロータと前記ステータとが対向する部分の一部にラビリンスシールが設けられることにより、前記排気経路上に非接触シール部が形成されている、請求項２または３に記載のＸ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項5】

前記ロータと前記ステータとが対向する部分の一部にネジ溝真空ポンプが設けられることにより、前記排気経路上に排気機能を有する非接触シール部が形成されている、請求項２または３に記載のＸ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項6】

前記複数のロータ側フィン部と前記複数のステータ側フィン部とに互いに異なる向きに傾斜するタービン翼が形成されることにより、前記排気経路上にターボ分子ポンプが設けられている、請求項２から５のいずれかに記載のＸ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項7】

前記被覆層が、セラミック層またはめっき層である、請求項１から６のいずれかに記載のＸ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項8】

前記ステータを冷却するための液冷式冷却機構をさらに備えた、請求項１から７のいずれかに記載のＸ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項9】

前記回転駆動機構は、前記軸線に沿って前記ロータを前記ターゲットとの間で挟み込むように配置され、
前記回転駆動機構と前記ロータとの間に配置された部材が、重金属にて構成されている、請求項１から８のいずれかに記載のＸ線発生装置用ターゲットマウント。

【請求項10】

請求項１から９のいずれかに記載のＸ線発生装置用ターゲットマウントと、
前記Ｘ線発生装置用ターゲットマウントに接続されたチャンバと、
前記ターゲットに向けて電子線を照射する電子線源とを備えた、Ｘ線発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線発生装置用ターゲットマウントおよびこれを備えたＸ線発生装置に関し、より特定的には、ターゲットを回転可能に支持する回転ターゲット式のＸ線発生装置用ターゲットマウントおよびこれを備えたＸ線発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線発生装置は、Ｘ線の発生源である銅やアルミニウム等の金属からなるターゲット（アノード）と、当該ターゲットに向けて電子線を照射するフィラメント（カソード）と、これらターゲットおよびフィラメントを収容するチャンバとを備えており、チャンバ内においてターゲットに電子線を照射することにより、Ｘ線を発生させるものである。通常、ターゲットは、Ｘ線発生装置用ターゲットマウント（以下、単にターゲットマウントとも称する）と呼ばれる機器によって支持される。

【0003】

一般に、Ｘ線発生装置においては、フィラメントの損耗を防ぐために、チャンバ内が高真空状態に維持される。また、Ｘ線発生装置においては、電子線の照射によってターゲットが加熱されて溶融してしまうことを防止するために、ターゲットマウントにターゲットを冷却するための冷却機構が付設されるとともに、電子線の照射位置がターゲットの一点に集中することを回避すべく、ターゲットマウントにターゲットを回転させるための回転機構が付設される場合が多い。このターゲットを回転させるための回転機構が付設されたターゲットマウントは、特に回転ターゲット式のターゲットマウントと呼ばれる。

【0004】

上述した回転機構は、一般に、ターゲットが取付けられるロータと、当該ロータを回転可能に駆動するモータ等の回転駆動機構とによって構成される場合が多く、上述した冷却機構は、電子線の照射によって加熱されたターゲットから上記ロータに伝熱する熱を外部に向けて放熱する放熱機構にて構成される場合が多い。当該放熱機構としては、従来、各種のものが提案されている。

【0005】

たとえば、特許文献１（特開昭６０−１２６５４号公報）には、ターゲットマウント内にロータに直接接触するように冷却液が循環する冷却経路が設けられてなるターゲットマウントが開示されている。このように構成されターゲットマウントにあっては、ターゲットからロータに伝熱した熱が当該冷却液を介して外部に放熱されることになる。

【0006】

また、特許文献２（特表２０１１−５２６０５８号公報）には、回転駆動機構の回転軸に円盤状のターゲットであるロータリアノードが取付けられるとともに、当該ロータリアノードの表面が高放射率の被覆層にて覆われてなるターゲットマウントが開示されている。このように構成されたターゲットマウントにあっては、ロータリアノードにて発生した熱が放射によって外部に積極的に放熱されることになる。

【0007】

さらに、特許文献３（特開２００７−１８４２７７号公報）には、上記特許文献２の場合と同様に、回転駆動機構の回転軸に円盤状のターゲットであるロータリアノードが取付けられるとともに、当該ロータリアノードの表面が高放射率の被覆層にて覆われてなるターゲットマウントが開示されている。当該ターゲットマウントにおいては、さらにロータリアノードを挟み込むように一対のステータがロータリアノードに対向して配置されるとともに、当該ステータの表面が高放射率の被覆層にて覆われるようにし、さらにこれに加えてターゲットマウント内にステータに直接接触するように冷却液が循環する冷却経路が設けられている。このように構成されたターゲットマウントにあっては、ロータリアノードにて発生した熱が放射によって積極的にステータに伝熱されることになり、さらにその後、当該ステータに伝熱された熱が冷却液を介して外部に放熱されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開昭６０−１２６５４号公報

【特許文献2】特表２０１１−５２６０５８号公報

【特許文献3】特開２００７−１８４２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ここで、強力なＸ線を持続的に発生させるためには、強力な電子線をターゲットに継続的に照射することが必要であり、これを実現するためには、強力な電子線が継続的に照射されてもターゲットの温度が融点以下に維持されることとなるように、ターゲットマウントに付設される放熱機構を設計することが必要になる。また一方で、ターゲットの温度上昇を抑制するためには、ターゲットの回転速度が十分に早いことが有利であるため、上述した回転機構としてどのようなものを選択するかも重要な設計事項となる。

【0010】

当該観点から、上記特許文献１ないし３に開示される如くの構成のターゲットマウントにおけるターゲットの温度上昇の抑制に関する性能限界を検討した場合に、これら構成のターゲットマウントにあっては、上述した如くの強力なＸ線を持続的に発生させることができる程度にまでターゲットの温度上昇を抑制することが困難になってしまう問題がある。

【0011】

すなわち、上記特許文献１に開示されたターゲットマウントにあっては、直接的にロータに冷却液を供給してターゲットを冷却する構成であるため、放熱性能に関しては高い性能が発揮されるものの、その構造上、ロータを十分に高速に回転させることができず、強力なＸ線を持続的に発生させることができる程度にまでターゲットの温度上昇を十分に抑制することが非常に困難になってしまう。

【0012】

一方、上記特許文献２および３に開示されたターゲットマウントにあっては、ロータリアノードに冷却液を供給する構成ではないため、ロータリアノードを十分に高速に回転させることができる点において有利であるものの、円盤状のロータリアノードにて発生する熱を当該ロータリアノード自体からの放射によって外部に放熱する構成であるため、その放熱量には自ずと限界があり、高い放熱性能を確保することが容易ではなく、結果として強力なＸ線を持続的に発生させることができる程度にまでターゲットの温度上昇を十分に抑制することが困難になってしまう。

【0013】

したがって、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、強力なＸ線を持続的に発生させることができる程度にまでターゲットの温度上昇を十分に抑制することができる高い放熱性能が実現されたＸ線発生装置用ターゲットマウントおよびこれを備えたＸ線発生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】

【0014】

本発明の第１の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントは、電子線が照射されることでＸ線を発生するターゲットと、上記ターゲットが取付けられたロータと、上記ロータを軸線周りに回転駆動する回転駆動機構と、上記ロータを囲繞するステータと、外部に設置されたチャンバに接続される接続ポートとを備えている。上記ロータは、上記軸線と平行な方向において多段に配置された複数のロータ側フィン部を含んでおり、上記ステータは、上記軸線と平行な方向において多段に配置された複数のステータ側フィン部を含んでいる。上記複数のロータ側フィン部と上記複数のステータ側フィン部とは、互いに隙間を介して上記軸線と平行な方向において対向するように交互に配置されている。上記複数のロータ側フィン部および上記複数のステータ側フィン部の各々は、これらが対向する部分において、基材部と、当該基材部の表面を覆う被覆層とを有しており、上記被覆層が、上記基材部の放射率よりも高い放射率を有している。上記複数のロータ側フィン部および上記複数のステータ側フィン部のうち、上記接続ポートが位置する側において最も外側に配置された最外側フィン部の、上記接続ポートを介して当該Ｘ線発生装置用ターゲットマウントの外部に露出する露出表面は、上記被覆層によって覆われておらず、上記基材部が露出した状態にある。
上記本発明の第１の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントは、上記接続ポートを吸気ポートとして備えているとともに、外部に設置された真空ポンプに接続される排気ポートと、上記吸気ポートおよび上記排気ポートを結ぶ排気経路とをさらに備えていてもよい。その場合には、上記ロータと上記ステータとが対向する部分によって上記排気経路の少なくとも一部が構成されていることが好ましい。
本発明の第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントは、電子線が照射されることでＸ線を発生するターゲットと、上記ターゲットが取付けられたロータと、上記ロータを軸線周りに回転駆動する回転駆動機構と、上記ロータを囲繞するステータと、外部に設置されたチャンバに接続される接続ポートとを備えている。上記ロータは、上記軸線と平行な方向において多段に配置された複数のロータ側フィン部を含んでおり、上記ステータは、上記軸線と平行な方向において多段に配置された複数のステータ側フィン部を含んでいる。上記複数のロータ側フィン部と上記複数のステータ側フィン部とは、互いに隙間を介して上記軸線と平行な方向において対向するように交互に配置されている。上記複数のロータ側フィン部および上記複数のステータ側フィン部の各々は、これらが対向する部分において、基材部と、当該基材部の表面を覆う被覆層とを有しており、上記被覆層が、上記基材部の放射率よりも高い放射率を有している。上記本発明の第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントは、上記接続ポートを吸気ポートとして備えているとともに、外部に設置された真空ポンプに接続される排気ポートと、上記吸気ポートおよび上記排気ポートを結ぶ排気経路とをさらに備えている。上記本発明の第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントにあっては、上記ロータと上記ステータとが対向する部分によって上記排気経路の少なくとも一部が構成されている。

【0015】

上記本発明の第１および第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントにあっては、上記被覆層が、セラミック層およびめっき層のいずれかであることが好ましい。

【0016】

上記本発明の第１および第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントは、上記ステータを冷却するための液冷式冷却機構をさらに備えていることが好ましい。

【0019】

上記本発明の第１および第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントにあっては、上記ロータと上記ステータとが対向する部分の一部にラビリンスシールが設けられることにより、上記排気経路上に非接触シール部が形成されていてもよい。

【0020】

上記本発明の第１および第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントにあっては、上記ロータと上記ステータとが対向する部分の一部にネジ溝真空ポンプが設けられることにより、上記排気経路上に排気機能を有する非接触シール部が形成されていてもよい。

【0021】

上記本発明の第１および第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントにあっては、上記複数のロータ側フィン部と上記複数のステータ側フィン部とに互いに異なる向きに傾斜するタービン翼が形成されることにより、上記排気経路上にターボ分子ポンプが設けられていてもよい。

【0022】

上記本発明の第１および第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントにあっては、上記回転駆動機構が、上記軸線に沿って上記ロータを上記ターゲットとの間で挟み込むように配置されていてもよく、その場合には、上記回転駆動機構と上記ロータとの間に配置された部材が、重金属にて構成されていることが好ましい。

【0023】

本発明に基づくＸ線発生装置は、上記本発明の第１または第２の局面に基づくＸ線発生装置用ターゲットマウントと、上記Ｘ線発生装置用ターゲットマウントに接続されたチャンバと、上記ターゲットに向けて電子線を照射する電子線源とを備えている。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、強力なＸ線を持続的に発生させることができる程度にまでターゲットの温度上昇を十分に抑制することができる高い放熱性能が実現されたＸ線発生装置用ターゲットマウントおよびこれを備えたＸ線発生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の実施の形態１におけるＸ線光電子分光分析装置の概略図である。

【図2】本発明の実施の形態１におけるターゲットマウントの模式断面図である。

【図3】図２中に示す領域ＩＩＩの拡大断面図である。

【図4】本発明の実施の形態１に基づいた変形例に係るターゲットマウントの模式断面図である。

【図5】本発明の実施の形態２におけるターゲットマウントの模式断面図である。

【図6】図５に示すターゲットマウントの静翼および動翼の拡大部分断面図である。

【図7】第２検証シミュレーションにおいて模擬設計した実施例および比較例に係るターゲットマウントの諸元を示す表である。

【図8】第２検証シミュレーションの結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。以下に示す実施の形態においては、Ｘ線発生装置およびＸ線発生装置用ターゲットマウントとして、各種試料の構成元素やその電子状態を分析することができるＸ線光電子分光分析装置およびこれに具備されるターゲットマウントに本発明を適用した場合を例示して説明を行なう。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

【0027】

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＸ線光電子分光分析装置の概略図である。まず、この図１を参照して、本実施の形態におけるＸ線光電子分光分析装置１の構成について説明する。

【0028】

図１に示すように、Ｘ線光電子分光分析装置１は、チャンバ２と、電子線源３と、コリメータ４と、光電子分析管５と、ターゲットマウント１０Ａと、図示しない真空ポンプとを主として備えている。

【0029】

チャンバ２は、真空容器からなり、電子線源３が接続される電子線源接続部２ａと、ターゲットマウント１０Ａが接続されるターゲットマウント接続部２ｂとを有している。また、チャンバ２内の所定位置には、分析対象物である試料１００が設置されている。

【0030】

電子線源３は、電子線１０１を放射することが可能なフィラメントを含んでおり、チャンバ２に設けられた電子線源接続部２ａに接続されている。電子線源３は、フィラメントにおいて発生させた電子線１０１を電子線源接続部２ａを介してチャンバ２内に放射する。

【0031】

ターゲットマウント１０Ａは、ターゲット８０を支持する機器であり、当該ターゲット８０がチャンバ２の内部に配置されることとなるように、チャンバ２に設けられたターゲットマウント接続部２ｂに接続されている。ターゲットマウント１０Ａによって支持されたターゲット８０は、たとえば銅やアルミニウム等の金属材料からなり、電子線１０１が照射されることによってＸ線１０２を発生させてこれを放射する。なお、ターゲット８０は、ターゲットマウント１０Ａによって回転可能に支持されているが、その詳細については後述することとする。

【0032】

また、ターゲットマウント１０Ａは、チャンバ２に接続される接続ポートとしての吸気ポート４１と、上述した図示しない真空ポンプが接続される排気ポート２１とを有しており、さらにその内部にこれら吸気ポート４１および排気ポート２１を接続する排気経路７０を有している。なお、ターゲットマウント１０Ａのより詳細な構成については、後述することとする。

【0033】

コリメータ４は、ターゲット８０から放射されて試料１００に照射されるＸ線１０２の太さを調整するものであり、チャンバ２内に配置されている。

【0034】

光電子分析管５は、試料１００の表面にＸ線１０２が照射されることにより、原子軌道の電子が励起されることで試料１００から放射された光電子１０３を分光して検出することで光電子１０３の運動エネルギー分布を測定するものであり、チャンバ２内に配置されている。

【0035】

上述した図示しない真空ポンプは、チャンバ２内を高真空状態に維持するためのものであり、ターゲットマウント１０Ａの排気ポート２１に取付けられた排気管２２を介して当該ターゲットマウント１０Ａに接続されている。これにより、チャンバ２は、ターゲットマウント１０Ａに設けられた排気経路７０を介して図示しない真空ポンプに接続されることになる。

【0036】

以上において説明したＸ線光電子分光分析装置１においては、チャンバ２内が高真空状態に維持されるとともに、ターゲット８０がチャンバ２内において高速に回転させられた状態とされ、この状態において電子線源３から放射された電子線１０１がターゲット８０に照射される。これにより、ターゲット８０にて発生したＸ線１０２がコリメータ４を経由して試料１００の表面に照射され、試料１００の表面から放射された光電子１０３が光電子分析管５に照射されることにより、光電子分析管５によって光電子１０３の運動エネルギー分布が測定される。以上により、Ｘ線光電子分光分析装置１において、試料１００の構成元素やその電子状態が特定されることになる。

【0037】

図２は、図１に示す本実施の形態におけるターゲットマウントの模式断面図であり、図３は、図２中に示す領域ＩＩＩの拡大断面図である。次に、これら図２および図３を参照して、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ａの構成についてより詳細に説明する。

【0038】

図２に示すように、ターゲットマウント１０Ａは、ベース２０と、下部側第１ステータ３０ａと、下部側第２ステータ３０ｂと、上部側ステータ４０と、ロータ５０と、回転駆動機構６０と、上述したターゲット８０とを主として備えている。ターゲットマウント１０Ａの外殻は、ベース２０、下部側第１ステータ３０ａおよび上部側ステータ４０によって構成されており、これらによって囲まれた内部空間に、下部側第２ステータ３０ｂ、ロータ５０および回転駆動機構６０等が収容されている。また、ターゲットマウント１０Ａの内部には、上述した吸気ポート４１および排気ポート２１を結ぶ排気経路７０が設けられている。

【0039】

ベース２０は、略円盤状の形状を有しており、その上面に下部側第１ステータ３０ａ、下部側第２ステータ３０ｂおよび回転駆動機構６０が載置されている。より具体的には、ベース２０の上面の中央部には凹部が形成されており、当該凹部にその一部が収容されるように回転駆動機構６０が配置されている。ベース２０の上面のうち、上記凹部を取り囲む位置には、下部側第２ステータ３０ｂが配置されており、さらに当該下部側第２ステータ３０ｂを取り囲むようにベース２０の上面の周縁部には、下部側第１ステータ３０ａが配置されている。

【0040】

回転駆動機構６０は、カバー６１と、回転軸６２と、玉軸受６３と、モータ６５とを含んでおり、ロータ５０を高速に回転させるものである。回転軸６２は、その下端側の部分がカバー６１の内部に位置しており、その上端側の部分が当該カバー６１の外部に位置している。回転軸６２のカバー６１の内部に位置する部分には、玉軸受６３およびモータ６５が組付けられており、回転軸６２のカバー６１の外部に位置する部分には、ロータ５０が固定されている。

【0041】

モータ６５は、ロータ５０が固定された回転軸６２を回転駆動するものであり、玉軸受６３は、回転軸６２を回転可能に支承するものである。このうちモータ６５が駆動することにより、回転軸６２が回転することでロータ５０が回転軸６２の軸線ＡＸ周りに高速で回転することになる。なお、回転軸６２を回転可能に支承する手段としては、上述した玉軸受６３に代えて磁気軸受を用いてもよい。

【0042】

ロータ５０は、上部側ロータ部５１と下部側ロータ部５２とを有しており、その下端の中央部が回転駆動機構６０の回転軸６２に固定されている。

【0043】

上部側ロータ部５１は、上部側ステータ４０によって囲繞されており、回転軸６２の軸線ＡＸと平行な方向において多段に配置された複数のロータ側フィン部５３Ａを有している。複数のロータ側フィン部５３Ａは、ロータ５０の軸部から径方向外側に向けて突出して位置している。また、上部側ロータ部５１の軸部の上端位置には、ターゲット取付座５１ａが設けられている。当該ターゲット取付座５１ａには、ターゲット８０が良好な伝熱状態（たとえば金属同士を密着させた状態等）で取付けられている。

【0044】

下部側ロータ部５２は、下部側第１ステータ３０ａによって囲繞されており、上部側ロータ部５１の下端から下方に向けて延設されている。下部側ロータ部５２は、略円筒状の形状を有しており、下部側第１ステータ３０ａおよび下部側第２ステータ３０ｂによって径方向において挟み込まれて位置している。

【0045】

下部側第１ステータ３０ａは、上述した下部側ロータ部５２を囲繞する略円筒状の形状を有しており、上述したようにベース２０の上面の周縁部上に配置されている。下部側第１ステータ３０ａは、その内周面が下部側ロータ部５２の外周面に対向するように配置されている。

【0046】

下部側第２ステータ３０ｂは、上述した下部側ロータ部５２によって囲繞された略円筒状の形状を有しており、上述したようにベース２０の上面の所定位置に配置されている。下部側第２ステータ３０ｂは、その外周面が下部側ロータ部５２の内周面に対向するように配置されている。

【0047】

下部側ロータ部５２の外周面に対向する部分の下部側第１ステータ３０ａの内周面には、雌ネジ形状の１次側ネジ溝部３１が設けられている。一方、下部側ロータ部５２の内周面に対向する部分の下部側第２ステータ３０ｂの外周面には、雄ネジ形状の２次側ネジ溝部３２が設けられている。

【0048】

これにより、下部側ロータ部５２、下部側第１ステータ３０ａおよび下部側第２ステータ３０ｂによってネジ溝真空ポンプＡが構成されることになり、排気経路７０上に排気機能を有する非接触シール部が形成されることになる。

【0049】

上部側ステータ４０は、略円筒状の形状を有しており、下部側第１ステータ３０ａ上に配置されることで上部側ロータ部５１を囲繞するように位置している。上部側ステータ４０は、回転軸６２の軸線ＡＸと平行な方向において多段に配置された複数のステータ側フィン部４３Ａを有している。複数のステータ側フィン部４３Ａは、上部側ステータ４０の筒状部の内周面からそれぞれ径方向内側に向けて突出して位置している。

【0050】

また、上部側ステータ４０は、その上端部に上述した吸気ポート４１を有しているとともに、当該吸気ポート４１を取り囲む部分の上部側ステータ４０には、ターゲットマウント１０Ａをチャンバ２に接続するためのフランジ状の接続部４２が設けられている。

【0051】

ここで、ロータ５０の上部側ロータ部５１に設けられた複数のロータ側フィン部５３Ａと、上部側ステータ４０に設けられた複数のステータ側フィン部４３Ａとは、互いに隙間を介して回転軸６２の軸線ＡＸと平行な方向において対向するように交互に配置されている。これにより、複数のロータ側フィン部５３Ａと複数のステータ側フィン部４３Ａとは、互いに所定のクリアランスをもって配置されることになり、上部側ロータ部５１と上部側ステータ４０とが、互いに噛み合う櫛歯構造を有することになる。

【0052】

上部側ステータ４０の外周面上には、液冷式冷却機構としての冷却管４４およびこれを覆うジャケット４５が組付けられている。当該液冷式冷却機構は、冷却管４４中に冷却液を流通させることにより、当該冷却液によって上部側ステータ４０が有する熱を外部に向けて放熱するためのものである。なお、当該液冷式冷却機構を含む、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ａに付設された放熱機構の詳細については、後述することとする。

【0053】

上述したように、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ａにおいては、上部側ステータ４０に設けられた吸気ポート４１とベース２０に設けられた排気ポート２１とを接続するように、当該ターゲットマウント１０Ａの内部に排気経路７０が形成されている。具体的には、排気経路７０は、上部側ステータ４０と上部側ロータ部５１との間の隙間や、下部側第１ステータ３０ａと下部側ロータ部５２との間の隙間、下部側第２ステータ３０ｂと下部側ロータ部５２との間の隙間、下部側第２ステータ３０ｂの内側の空間、ベース２０内に設けられた経路等によって構成されている。

【0054】

このうち、上述したように下部側ロータ部５２、下部側第１ステータ３０ａおよび下部側第２ステータ３０ｂによってネジ溝真空ポンプＡが構成されているため、当該排気経路７０上には、排気機能を有する非接触シール部が形成されることになり、当該非接触シール部によってチャンバ２内の空間が多くのガス発生源を有する回転駆動機構部から気密に封止されることになる。これにより、チャンバ２内が高真空状態に維持されることになる。

【0055】

なお、ベース２０と下部側第１ステータ３０ａとの間、下部側第１ステータ３０ａと上部側ステータ４０との間等には、それぞれＯリング等のシール部材が介装されている。これにより、吸気ポート４１から排気ポート２１に至る排気経路７０の気密性が確保されることにより、排気経路７０を形成する各部材間における漏気の発生が防止できることになる。また、ベース２０と排気管２２との間にも必要に応じてＯリング等のシール部材が介装される。

【0056】

ここで、図３に示すように、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ａにおいては、ロータ５０の上部側ロータ部５１に設けられた複数のロータ側フィン部５３Ａが、金属製の基材部５３ａと、当該基材部５３ａの表面を覆うように形成された被覆層５３ｂとを有しているとともに、上部側ステータ４０に設けられた複数のステータ側フィン部４３Ａが、金属製の基材部４３ａと、当該基材部４３ａの表面を覆うように形成された被覆層４３ｂとを有している。

【0057】

これにより、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ａにおいては、複数のロータ側フィン部５３Ａおよび複数のステータ側フィン部４３Ａが対向する部分において、これら複数のロータ側フィン部５３Ａおよび複数のステータ側フィン部４３Ａの表面に設けられた被覆層４３ｂ，５３ｂ同士が排気経路７０を介して対面して位置することになる。

【0058】

これら被覆層４３ｂ，５３ｂは、金属製の基材部４３ａ，５３ａに比較して高い放射率を有しており、上部側ロータ部５１から上部側ステータ４０への放射による熱の移動を促進させるものである。

【0059】

一般に、熱の移動は、熱伝導と、対流熱伝達と、放射とに分類される。熱伝導および対流熱伝達は、媒質の分子や自由電子の衝突による運動量変換によるエネルギー伝達であるのに対し、放射は、物質表面から放出される電磁波によるエネルギー伝達である点において熱伝導および対流熱伝達と区別される。

【0060】

たとえば、上述した基材部４３ａ，５３ａをアルミニウム合金製とし、上述した被覆層４３ｂ，５３ｂをセラミック層の一種である黒色アルマイト層とした場合には、被覆層４３ｂ，５３ｂの放射率を基材部４３ａ，５３ａよりも高い放射率とすることができる。その場合、たとえば、アルミニウム合金表面（切削面）の温度１２０［℃］での放射率（全放射率）は、概ね０．１以下であるのに対し、黒色アルマイト層表面の温度１２０［℃］での放射率（全放射率）は、概ね０．７以上となる。そのため、ロータ側フィン部５３Ａおよびステータ側フィン部４３Ａを金属素地のままとするよりも、より放射率の高い材料にて被覆することにより、放射による放熱性能を大幅に高めることができる。

【0061】

この種の放射率の高い被覆層４３ｂ，５３ｂを基材部４３ａ，５３ａ上に形成する方法としては、種々の方法が考えられる。たとえば、基材部４３ａ，５３ａをアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成した場合には、アルマイト処理を適用することが可能である。ここで、アルマイト処理とは、陽極酸化処理と呼ばれる表面処理の一種で、表面処理を行なう部材（ここでは、基材部４３ａ，５３ａ）を陽極とし、鉛等を陰極として電解質溶液中に浸漬して直流電解する処理のことである。当該処理により、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された基材部４３ａ，５３ａの表面には、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる酸化被膜が形成されることになり、当該酸化被膜が上述した被覆層４３ｂ，５３ｂとなる。なお、アルミナからなる酸化被膜に含まれる多孔質層中にたとえばニッケル等を電気化学的に析出させることにより、被覆層を黒色とすることができ、このアルマイト処理のことを特に黒色アルマイト処理と言う。

【0062】

また、この他にも、基材部４３ａ，５３ａの表面に他のセラミックス層（たとえばＳｉＯ_２系のセラミックコーティング層）を形成することにより、当該セラミック層にて上述した被覆層４３ｂ，５３ｂを構成することも可能である。また、基材部４３ａ，５３ａの表面に黒色の無電解ニッケルめっき層を形成することにより、当該無電解ニッケルめっき層にて上述した被覆層４３ｂ，５３ｂを構成することも可能である。さらには、基材部４３ａ，５３ａの表面にセラミック複合めっき層を形成したり、カーボンやニッケルクロム鋼等の被膜を形成したりすることにより、これらの層または被膜にて上述した被覆層４３ｂ，５３ｂを構成することも可能である。

【0063】

以上において説明した本実施の形態におけるＸ線光電子分光分析装置１およびこれに具備されたターゲットマウント１０Ａにおいては、ターゲット８０にて発生した熱が熱伝導によってロータ５０のロータ側フィン部５３Ａに伝熱され、その後、放射によってロータ側フィン部５３Ａからステータ側フィン部４３Ａに伝熱され、さらにその後、当該ステータ側フィン部４３Ａに伝熱された熱が上部側ステータ４０に組付けられた冷却管４４中を通流する冷却液に伝熱されて外部に放熱されることになる。

【0064】

ここで、本実施の形態においては、回転軸６２の軸線と平行な方向においてロータ側フィン部５３Ａおよびステータ側フィン部４３Ａが交互に多段に積層されており、上述した被覆層４３ｂ，５３ｂは、これら複数のロータ側フィン部５３Ａおよびステータ側フィン部４３Ａの表面の全域に設けられている。これにより、円盤状のロータを一対のステータにて挟み込む構成とした場合に比べ、ロータ側フィン部５３Ａとステータ側フィン部４３Ａとが対向する領域の面積を大幅に増加させることができるため、ロータ側フィン部５３Ａからステータ側フィン部４３Ａに放射により伝熱される熱量を大幅に増加させることが可能になり、より効率的にロータ側フィン部５３Ａが有する熱をステータ側フィン部４３Ａに伝熱することができる。そのため、ロータ５０に取付けられたターゲット８０をより効果的に冷却することができる。

【0065】

また、本実施の形態においては、ロータ５０に冷却液を供給する構成ではないため、ロータ５０を十分に高速に回転させることもできる。そのため、この点においてもターゲット８０の温度上昇を十分に抑制することができる。

【0066】

したがって、本実施の形態におけるＸ線光電子分光分析装置１およびこれに具備されたターゲットマウント１０Ａとすることにより、従来に比してターゲット８０の冷却効率を大幅に高めることが可能になり、強力なＸ線を持続的に発生させることができる程度にまでターゲット８０の温度上昇を十分に抑制することが可能になる。また、ロータ側フィン部５３Ａとステータ側フィン部４３Ａとの積層数を増加させることにより、その放熱性能を容易に高めることもできる。したがって、ターゲット８０における発熱量に応じてそれらの積層数を設定することにより、必要な放熱性能を簡便に得ることもできる。

【0067】

加えて、本実施の形態におけるＸ線光電子分光分析装置１およびこれに具備されたターゲットマウント１０Ａにおいては、チャンバ２と図示しない真空ポンプとを接続する排気経路７０上に非接触シール部としてのネジ溝真空ポンプＡが設けられた構成とされている。ここで、シーリングのための液体等からなるシール材を用いたシール構造（たとえば磁性流体を用いた磁気シール等）を採用した場合には、当該シール材が有する油分等が飛散してチャンバや排気経路の内壁に付着したり、ターゲットからの反跳電子によってボンバートされて気化することでチャンバ内の圧力上昇を生じさせたりするおそれがある。しかしながら、上記のようにネジ溝真空ポンプＡをシール構造として採用することにより、このような問題が生じることがなく、チャンバ２や排気経路７０の汚染およびチャンバ２内の圧力上昇といった問題の発生を未然に防止することができる。なお、これらの問題の発生を未然に防止することができる非接触シール部としては、上述した排気機能を有するネジ溝真空ポンプＡ以外にも、排気機能を有さないラビリンスシールが利用できる。

【0068】

また、上述した本実施の形態におけるＸ線光電子分光分析装置１およびこれに具備されたターゲットマウント１０Ａにおいては、ロータ５０を回転させるための回転駆動機構６０が、回転軸６２の軸線に沿ってロータ５０をターゲット８０との間で挟み込む位置に配設されている。このように構成した場合には、回転駆動機構６０とロータ５０との間に配置された部材（たとえば、回転軸６２に装着されるスペーサやスリーブならびに下部側第２ステータ３０ｂ等）が、重金属（たとえば真鍮等）にて構成されていることが好ましい。このように構成した場合には、回転駆動機構６０に含まれる玉軸受６３やモータ６５等にＸ線が照射されてしまうことが抑制でき、これら部品の劣化を抑制することができる。

【0069】

また、上述した本実施の形態におけるＸ線光電子分光分析装置１およびこれに具備されたターゲットマウント１０Ａにおいては、回転駆動機構６０に含まれる玉軸受６３の潤滑剤としてイオン液体を基油とするグリースを用いることが好ましい。このイオン液体を基油とするグリースは、蒸気圧が他の潤滑剤に比較して低い特徴を有している。そのため、回転駆動機構６０に含まれる玉軸受６３の潤滑剤としてイオン液体を基油とするグリースを用いることにより、チャンバ２や排気経路７０の汚染およびチャンバ２内の圧力上昇といった問題の発生を未然に防止することができる。

【0070】

さらには、上述した本実施の形態におけるＸ線光電子分光分析装置１およびこれに具備されたターゲットマウント１０Ａにおいては、多段に配置された複数のロータ側フィン部５３Ａおよびステータ側フィン部４３Ａの表面の全域を被覆層５３ｂ，４３ｂによって覆った場合を例示して説明を行なったが、これら多段に配置された複数のロータ側フィン部およびステータ側フィン部のうち、接続ポートである吸気ポートが位置する側において最も外側に配置された最外側フィン部については、当該最外側フィン部の当該ターゲットマウントの外部に露出する露出表面が、被覆層によって覆われておらず、基材部が露出した状態とされていることが好ましい。すなわち、図２を参照して、多段に配置された複数のロータ側フィン部５３Ａおよびステータ側フィン部４３Ａのうち、チャンバ２側において最も外側に配置された最外側フィン部Ｃについては、当該最外側フィン部Ｃのチャンバ２側の表面ｃが、被覆層５３ｂ（図３参照）によって覆われておらず、基材部５３ａ（図３参照）が露出した状態とされていることが好ましい。

【0071】

このように構成した場合には、最外側フィン部Ｃに伝熱した熱が、当該露出表面ｃを介してチャンバ２側に向けて積極的に放射されることが回避でき、チャンバ２側に設置された各種の機器や部材（たとえば、光電子分析管５や電子線源３、コリメータ４、試料１００等）に当該熱が伝熱されてこれら機器や部材が加熱されてしまうことが抑制できる。したがって、当該構成を採用することにより、Ｘ線光電子分光分析装置１に含まれるターゲットマウント１Ａ以外の機器や部材への悪影響についても、これを十分に防止することができる。

【0072】

ここで、上述したターゲットマウント以外の機器や部材への悪影響を防止する観点からは、最もチャンバ側に位置する上記最外側フィン部をステータ側フィン部にて構成することが好ましい。これは、ロータ側フィン部の温度に比べてステータ側フィン部の温度が低いためであり、最外側フィン部をステータ側フィン部にて構成することにより、当該最外側フィン部からチャンバ側に向けて放射される赤外線の放射量が低減できるためである。なお、このように構成した場合の本実施の形態に基づいた変形例に係るターゲットマウント１０Ａ１の模式断面図を、図４において図示している。

【0073】

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２におけるターゲットマウントの模式断面図である。また、図６は、図５に示すターゲットマウントの静翼および動翼の拡大部分断面図である。ここで、図６は、静翼および動翼の径方向における途中位置をそれらの軸方向と平行な方向に沿って切断して径方向外側から見た場合の切断面を示している。以下、これら図５および図６を参照して、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ｂについて説明する。なお、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ｂは、上述した実施の形態１において示したターゲットマウント１０Ａに代えて上述した実施の形態１におけるＸ線光電子分光分析装置１に具備され得るものである。

【0074】

図５および図６に示すように、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ｂは、上述した実施の形態１におけるターゲットマウント１０Ａと比較した場合に、ロータ５０の上部側ロータ部５１および上部側ステータ４０の構成においてのみ相違している。

【0075】

具体的には、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ｂにあっては、上部側ロータ部５１が、図２に示した如くの複数のロータ側フィン部５３Ａに代えて図５および図６に示す如くの複数の動翼５３Ｂを有しており、上部側ステータ４０が、図２に示した如くの複数のステータ側フィン部４３Ａに代えて図５および図６に示す如くの複数の静翼４３Ｂを有している。

【0076】

複数の動翼５３Ｂは、回転軸６２の軸線ＡＸと平行な方向において多段に配置されており、複数の動翼５３Ｂの各々は、ロータ５０の軸部から径方向外側に向けて突出して位置している。複数の動翼５３Ｂの各々は、回転軸６２の軸線ＡＸに対して所定方向に傾斜するタービン翼を有している。なお、図６中に示す矢印ＤＲは、動翼５３Ｂの回転方向を表わしている。

【0077】

複数の静翼４３Ｂは、回転軸６２の軸線ＡＸと平行な方向において多段に配置されており、複数の静翼４３Ｂの各々は、上部側ステータ４０の筒状部の内周面からそれぞれ径方向内側に向けて突出して位置している。複数の静翼４３Ｂの各々は、回転軸６２の軸線ＡＸに対して所定方向に傾斜するタービン翼を有している。ここで、当該複数の静翼４３Ｂに形成されたタービン翼の傾斜する向きは、上述した複数の動翼５３Ｂに形成されたタービン翼の傾斜する向きとは異なる向き（すなわち反対向きの傾斜方向）とされる。

【0078】

ここで、複数の動翼５３Ｂと複数の静翼４３Ｂとは、互いに隙間を介して回転軸６２の軸線ＡＸと平行な方向において対向するように交互に配置されている。これにより、複数の動翼５３Ｂと複数の静翼４３Ｂとは、互いに所定のクリアランスをもって配置されることになり、これにより上部側ロータ部５１と上部側ステータ４０とが、互いに噛み合う櫛歯構造を有することになる。

【0079】

上記構成は、換言すれば、図２に示した如くの複数のロータ側フィン部５３Ａと複数のステータ側フィン部４３Ａとに互いに異なる向きに傾斜するタービン翼が形成された構成と言え、これにより、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ｂにおいては、排気経路７０上にターボ分子ポンプＢが設けられることになる。

【0080】

ここで、図６に示すように、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ｂにおいては、ロータ５０の上部側ロータ部５１に設けられた複数の動翼５３Ｂが、金属製の基材部５３ａと、当該基材部５３ａの表面を覆うように形成された被覆層５３ｂとを有しているとともに、上部側ステータ４０に設けられた複数の静翼４３Ｂが、金属製の基材部４３ａと、当該基材部４３ａの表面を覆うように形成された被覆層４３ｂとを有している。

【0081】

これにより、本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ｂにおいては、複数の動翼５３Ｂおよび複数の静翼４３Ｂが対向する部分において、これら複数の動翼５３Ｂおよび複数の静翼４３Ｂの表面に設けられた被覆層４３ｂ，５３ｂ同士が対面して位置することになる。

【0082】

これら被覆層４３ｂ，５３ｂは、金属製の基材部４３ａ，５３ａに比較して高い放射率を有しており、上部側ロータ部５１から上部側ステータ４０への放射による熱の移動を促進させるものである。

【0083】

このように構成された本実施の形態におけるターゲットマウント１０Ｂおよびこれを備えたＸ線光電子分光分析装置においては、上述したターボ分子ポンプＢの排気作用により、チャンバ２内をより高真空状態に維持することができる。そのため、上述した実施の形態１の場合と同様に、従来に比してターゲット８０の冷却効率を大幅に高めることが可能になり、強力なＸ線を持続的に発生させることができる程度にまでターゲット８０の温度上昇を十分に抑制することが可能になるばかりでなく、さらに電子線源に含まれるフィラメントの消耗をより効果的に抑制できる効果や、比較的放出ガスが発生し易いものを分析対象物である試料１００とすることができる効果（これは、ターボ分子ポンプＢの排気作用により、試料１００から放出される放出ガスを速やかに排気することができるためである）が得られることになる。

【0084】

（検証シミュレーション）
以下においては、本発明の効果を確認するために行なった各種の検証シミュレーションについて説明する。

【0085】

＜第１検証シミュレーション＞
第１検証シミュレーションにおいては、ターゲットマウント内にロータに直接接触するように冷却液が循環する冷却経路が設けられてなるターゲットマウントにおけるターゲットの温度上昇の抑制に必要な動力を計算により算出し、本発明が適用されたターゲットマウントにおける必要な動力と比較した。ここで、ターゲットマウント内にロータに直接接触するように冷却液が循環する冷却経路が設けられてなるターゲットマウントの詳細な構成としては、冷却液として油を用い、ターゲットマウントの底部に油溜めと当該油溜めに貯留された油を外部から冷却する冷却機構を設けるとともに、当該油を汲み上げてロータの内面に吹きかけることでロータの熱を油に移動させ、流下した油を油溜めにて貯留することで冷却する前提とした。

【0086】

上記前提に立てば、ロータからの除熱量Ｐ［Ｊ／ｓ］は、油の比熱ｃ［Ｊ／ｋｇ・℃］、油の循環量ｍ［ｋｇ／ｓ］、および、油溜めから汲み上げられた時点からロータに付着してその後離脱する時点までの油の昇温幅ΔＴ［℃］を用いて、Ｐ＝ｍ×ｃ×ΔＴ（式１）で表わすことができる。

【0087】

通常、冷却に用いられる油の比熱ｃは、２０００［Ｊ／ｋｇ・℃］程度である。また、高速で回転しているロータに対する油の付着時間は非常に短時間であり、ロータに付着することで油がロータの温度にまで達することはなく、上記油の昇温幅ΔＴは、実際にはロータの温度と油溜めにおける油の温度との差よりも小さいと考えられるが、ここでは最大限に熱の移動が生じると仮定し、ロータの温度を１２０［℃］に想定するとともに油溜めにおける油の温度を４０［℃］に想定して、上記油の昇温幅ΔＴを８０［℃］に仮定した。さらに、ロータからの除熱量Ｐを２００［Ｗ］に設定した。

【0088】

この場合、必要となる油の循環量ｍは、上記式１から算出でき、その値は、概ね０．００１２５［ｋｇ／ｓ］となる。

【0089】

一方、油は、油溜め中における静止状態からロータに付着することで回転するまでに運動エネルギーを獲得することになり、当該油が単位時間あたりに獲得する運度エネルギーＥ［Ｊ／ｓ］は、上述した油の循環量ｍと、ロータ内面の周速ｖ［ｍ／ｓ］とを用いて、Ｅ＝ｍ×ｖ^２／２（式２）で表わすことができる。

【0090】

ここで、吸気ポートの開口径を０．１５［ｍ］と仮定するとともにロータの内径を０．１［ｍ］と仮定すると、このサイズのロータの回転速度は、一般的に５６０［ｒｐｓ］程度と考えられるため、上記ロータ内面の周速ｖは、ｖ＝０．１×π×５６０となり、その値は、概ね１７６［ｍ／ｓ］となる。

【0091】

この場合、上述した油が単位時間あたりに獲得する運度エネルギーＥは、上記式２から算出でき、その値は、概ね１９．４［Ｗ］となる。

【0092】

すなわち、以上の計算結果から、ターゲットマウント内にロータに直接接触するように冷却液が循環する冷却経路が設けられてなるターゲットマウントにおいては、ロータからの２００［Ｗ］の除熱量を実現するために、ロータを回転駆動するために必要となる動力以外に油が獲得する運動エネルギーを相殺するために１９．４［Ｗ］の動力の投入が別途必要となり、非常に大きな動力が必要になることが理解できる。ここで、当該動力は、ロータを回転駆動させるために必要となる動力（約１０［Ｗ］）の２倍近くに達する。

【0093】

これに対し、本発明が適用されたターゲットマウントにおいては、上述したように放射による伝熱によってロータの熱がステータに移動することになるため、ロータからの２００［Ｗ］の除熱量を実現するために必要となる動力は、基本的にロータを回転駆動させるために必要となる動力（約１０［Ｗ］）で済むことになる。したがって、本発明が適用されたターゲットマウントとすることにより、少ない動力で高い放熱性能が得られる（すなわち、効率的に放熱を行なうことができる）ことになる。

【0094】

＜第２検証シミュレーション＞
第２検証シミュレーションにおいては、実施例としての本発明が適用されたターゲットマウントと、比較例としての本発明が適用されていないターゲットマウントとの間で、ターゲットの温度上昇の抑制に関する性能限界にどの程度の差が生じるかを計算した。

【0095】

ここで、実施例に係るターゲットマウントとしては、上述した実施の形態１において示した構成を基本的に有し、ロータ側フィン部およびステータ側フィン部の段数をそれぞれ１３段に設定し、これらの内径および外径をそれぞれ２４［ｍｍ］および１０５［ｍｍ］に設定し、これらロータ側フィン部の表面のほぼすべてとステータ側フィン部の表面のすべてとを高放射率の被覆層にて覆う構成とした。当該高放射率の被覆層としては、その表面温度が１２０［℃］である場合に放射率が０．９であるものに設定した。なお、ロータ側フィン部の表面のうち、これが被覆層にて覆われていない部分は、ロータ側フィン部の１つによって構成される最外側フィン部のチャンバ側の露出表面のみである（当該部分の放射率は、０．１に設定した）。

【0096】

一方、比較例に係るターゲットマウントとしては、動翼であるロータ側フィン部および静翼であるステータ側フィン部を備えたターボ分子ポンプをターゲットマウントに転用し、ロータ側フィン部（動翼）およびステータ側フィン部（静翼）の段数をそれぞれ８段に設定し、これらの内径および外径をそれぞれ２４［ｍｍ］および１０５［ｍｍ］に設定した。また、ロータ側フィン部（動翼）およびステータ側フィン部（静翼）の表面を被覆層にて覆うことなく金属素地が露出した状態とし（当該部分の放射率は、０．１に設定した）、代わりに高放射率の被覆層にてその表面が覆われた直径が２００［ｍｍ］の円盤状の台座をロータの軸部の最上部に取付け、当該台座にターゲットを取付けた構成とした。当該高放射率の被覆層としては、その表面温度が１２０［℃］である場合に放射率が０．９であるものに設定した。

【0097】

また、実施例および比較例に係るターゲットマウントのいずれにおいても、ロータの回転速度は４８０００［ｒｐｍ］に設定し、ロータは、アルミニウム合金製とした。

【0098】

なお、当該アルミニウム合金からなるロータは、そのクリープ寿命から使用許容温度の上限は、一般に１２０℃である。そのため、本第２検証シミュレーションにおいては、定常運転時におけるターゲットからロータへの入熱量とロータの温度との関係をシミュレーションすることとし、ロータの温度が１２０℃に達してしまうロータへの入熱量をターゲットの温度上昇の抑制に関する性能限界（すなわち限界入熱量）とした。

【0099】

図７は、本第２検証シミュレーションにおいて模擬設計した実施例および比較例に係るターゲットマウントの諸元を示す表である。上述した実施例および比較例に係るターゲットマウントのより詳細な構成は、図７に記載したとおりである。

【0100】

図８は、本第２検証シミュレーションの結果を示すグラフである。図８から理解されるように、比較例に係るターゲットマウントにおいては、ターゲットからロータへの限界入熱量が３０［Ｗ］程度であるのに対し、実施例に係るターゲットマウントにおいては、ターゲットからロータへの限界入熱量が１９０［Ｗ］程度にまで６倍以上に向上している。これは、実施例に係るターゲットマウントにおいて、比較例に係るターゲットマウントよりも、ロータ側フィン部とステータ側フィン部との間における高放射率表面の対向面積が大幅に増加していることがその要因と考察される。

【0101】

上記結果から明らかなように、本発明によれば、強力なＸ線を持続的に発生させることができる程度にまでターゲットの温度上昇を十分に抑制することができる高い放熱性能が実現されたＸ線発生装置用ターゲットマウントおよびこれを備えたＸ線発生装置とすることができることが理解できる。

【0102】

（その他の構成例）
上述した本発明の実施の形態１，２およびその変形例においては、本発明が適用されたＸ線発生装置およびＸ線発生装置用ターゲットマウントとして、Ｘ線光電子分光分析装置およびこれに具備されるターゲットマウントを例示して説明を行なったが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、他のＸ線発生装置およびこれに具備されるＸ線発生装置用ターゲットマウントにも当然に本発明の適用が可能である。ここで、チャンバ外にＸ線を放射する構成のＸ線発生装置においては、チャンバの一部にＸ線放射用の透過窓が形成されることになるが、その場合に上述した本発明の実施の形態１，２およびその変形例において説明した如くの、シーリングのための液体等からなるシール材を用いないターゲットマウントを利用することとすれば、チャンバや排気経路の汚染が防止されることに関連して、Ｘ線放射用の透過窓に当該シール材が有する油分が付着して透過率が低下することもないため、高性能のＸ線発生装置とすることができる。

【0103】

また、上述した本発明の実施の形態１，２およびその変形例においては、真空ポンプがターゲットマウントを介してチャンバに接続されてなるＸ線発生装置およびこれに具備されるターゲットマウントに本発明を適用した場合を例示して説明を行なったが、本発明の適用対象はこれに限られるものではなく、チャンバに個別に真空ポンプとターゲットマウントとが接続されてなるＸ線発生装置およびこれに具備されるターゲットマウントに本発明を適用することも当然に可能である。その場合には、ターゲットマウントに排気ポートを設ける必要がなくなるため、これに応じてターゲットマウントに非接触シール部や分子ポンプ等を設けることも必要なくなる。

【0104】

また、上述した本発明の実施の形態１，２およびその変形例においては、複数のロータ側フィン部および複数のステータ側フィン部のうち、これらが対向する部分のすべての表面の全域、あるいは、複数の動翼および複数の静翼のうち、これらが対向する部分のすべての表面の全域に高放射率の被覆層を形成した場合を例示して説明を行なったが、必ずしもこのように構成されている必要はなく、少なくとも複数のロータ側フィン部および複数のステータ側フィン部が対向する部分にわたってそれらの表面の少なくとも一部に高放射率の被覆層が設けられるか、あるいは、複数の動翼および複数の静翼が対向する部分にわたってそれらの表面の少なくとも一部に高放射率の被覆層が設けられていれば、相当程度の放熱性能の向上が見込まれる。

【0105】

加えて、上述した本発明の実施の形態１，２およびその変形例において示した個々の特徴的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、当然にそれらを組み合わせることができる。

【0106】

このように、今回開示した上記実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

【符号の説明】

【0107】

１ Ｘ線光電子分光分析装置、２ チャンバ、２ａ 電子線源接続部、２ｂ ターゲットマウント接続部、３ 電子線源、４ コリメータ、５ 光電子分析管、１０Ａ，１０Ａ１，１０Ｂ ターゲットマウント、２０ ベース、２１ 排気ポート、２２ 排気管、３０ａ 下部側第１ステータ、３０ｂ 下部側第２ステータ、３１ １次側ネジ溝部、３２ ２次側ネジ溝部、４０ 上部側ステータ、４１ 吸気ポート、４２ 接続部、４３Ａ ステータ側フィン部、４３Ｂ 静翼、４３ａ 基材部、４３ｂ 被覆層、４４ 冷却管、４５ ジャケット、５０ ロータ、５１ 上部側ロータ部、５１ａ ターゲット取付座、５２ 下部側ロータ部、５３Ａ ロータ側フィン部、５３Ｂ 動翼、５３ａ 基材部、５３ｂ 被覆層、６０ 回転駆動機構、６１ カバー、６２ 回転軸、６３ 玉軸受、６５ モータ、７０ 排気経路、８０ ターゲット、１００ 試料、１０１ 電子線、１０２ Ｘ線、１０３ 光電子、Ａ ネジ溝真空ポンプ、Ｂ ターボ分子ポンプ、Ｃ 最外側フィン部、ｃ 露出表面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】