(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の要件（Ａ０１）〜（Ａ０７）を備えたことを特徴とする試料ホルダ支持装置、
（Ａ０１）内部が真空に保持された電子顕微鏡の外壁、
（Ａ０２）前記外壁に支持された球面軸受により内端部が回動可能に支持された円筒壁と、前記円筒壁の内側に形成され且つ前記外壁の内外を連通させるホルダ装着孔と、前記円筒壁の外端部に軸方向に沿って形成されたスライダ収容溝とを有するホルダ装着部材、
（Ａ０３）試料を保持する試料保持部が設けられた内端部が前記外壁の内側に配置されるとともに、前記外壁の外側に配置された外端部の外側面に前記スライダ収容溝内に突出するガイドピンが設けられた試料ホルダを、スライド可能且つ気密に保持する前記ホルダ装着孔、
（Ａ０４）前記試料ホルダの試料保持部に当接して、前記試料保持部を前記軸方向に位置決めするホルダ内端位置決め駆動機構、
（Ａ０５）前記スライダ収容溝に前記軸方向に移動可能に収容されて、前記試料ホルダのガイドピンと係合するピン係合部が設けられるとともに、前記円筒壁の外側に突出するように形成された移動制限用被係止部を有するスライダ、
（Ａ０６）前記スライダの移動制限用被係止部に前記ホルダ装着部材の内端方向から係止するスライダ係止部が設けられたスライダ係止部材、
（Ａ０７）前記スライダの前記内端方向の移動を制限するように前記スライダ係止部材を付勢するバネ。
【請求項２】
下記の要件（Ａ０８）を備えたことを特徴とする請求項１記載の試料ホルダ支持装置、
（Ａ０８）前記円筒壁の外側面に隣接する係止部材回動軸周りに回動可能に支持されて、一端部に前記スライダ係止部を有し、他端部に前記バネが連結されたテコにより構成された前記スライダ係止部材、
【請求項３】
下記の要件（Ａ０９）を備えたことを特徴とする請求項２記載の試料ホルダ支持装置、
（Ａ０９）前記テコの回動量を測定するリニアゲージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子顕微鏡装置等で使用する試料ホルダを支持する試料ホルダ支持装置に関する。
本発明の試料ホルダ支持装置は、内部が真空に保持された電子顕微鏡装置等の外壁部材を貫通して内方および外方にスライド可能に配置された試料ホルダが、大気圧により内方に移動して試料ホルダの内端部に当接する部材に加える圧力を軽減するために使用される。
【０００２】
【従来の技術】
前記試料ホルダ支持装置として、従来次の技術（Ｊ０１）が知られている。
（Ｊ０１）（図１３〜図１４に示す技術）
図１３は従来の試料ホルダ支持装置の概略説明図である。図１４は前記図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【０００３】
図１３、図１４において、電子顕微鏡の鏡筒０１は、円筒状外周面を有する磁性材料製のヨーク０２およびヨーク０２内側に支持された非磁性材料製の略円筒状のゴニオステージＧｓを有している。なお、前記ヨーク０２は前記鏡筒０１の外壁の一部を構成している。
【０００４】
また、図１４において、前記ヨーク０２は、励磁コイル０４、電子通過孔を有する電子レンズ上磁極片０６および電子レンズ下磁極片０７を支持している。前記ゴニオステージＧｓの内側で前記上下の電子レンズ磁極片０６および０７の間には試料室Ａが形成されている。
前記ヨーク０２およびゴニオステージＧｓには、図１３、図１４において−Ｘ側部分に、前記ヨーク０２の外側と前記試料室Ａとを連通させるゴニオメータ装着孔０２ａおよびＧｓ１が設けられている。また、前記ヨーク０２およびゴニオステージＧｓの、図１３、図１４においてＸ側部分には、前記ヨーク０２の外側と前記試料室Ａとを連通させる位置決め部材装着孔０２ｂおよびＧｓ２が設けられている。
【０００５】
前記ゴニオメータ装着孔０２ａおよびＧｓ１には、ゴニオメータＧｍが装着されている。ゴニオメータＧｍはヨーク０２の外側から内側の前記試料室Ａに延びる試料ホルダＨを支持する部材である。
試料ホルダＨは外端部に操作用のホルダグリップＨ１を有し、内端部に細長い形状の試料保持部Ｈ２を有している。また、試料ホルダＨには、ＯリングＨ３を収容するＯリング溝が設けられており、前記試料ホルダＨの外周面にはガイドピンＨ４（図１４参照）が設けられている。
【０００６】
前記ゴニオメータＧｍは、前記ゴニオメータ装着孔０２ａおよびＧｓ１にそれぞれ固定支持された筒状軸受０８および球面軸受０９を有している。前記球面軸受０９の内端部には球面座０９ａが形成されている。
前記筒状軸受０８はベアリング装着用の円筒状内周面を有し、その円筒状の内周面にはベアリング０１１，０１１が装着されている。
前記筒状軸受０８は、その円筒状内周面の軸が水平で且つ前記球面軸受０９の前記球面の中心（以後「球面中心」という）Ｏを通るように配置されている。
【０００７】
前記ゴニオメータＧｍは、前記ベアリング０１１，０１１によってＸ軸周りに回動調節可能に支持された回動部材０１２と、ホルダ装着部材０１３とを有している。
前記ホルダ装着部材０１３は、前記試料ホルダＨを保持するためのホルダ貫通孔０１３ａが形成されている。前記ホルダ装着部材０１３の内端部の外周面は球面０１３ｂが形成されており、前記球面座０９ａにより前記ホルダ装着部材０１３は前記球面中心Ｏ周りに回動調節可能に支持されている。ホルダ貫通孔０１３ａの軸は基準位置では前記Ｘ軸と一致している。
【０００８】
図１４において、前記回動部材０１２の外端部（−Ｘ側端部）で下側部分には、Ｚ軸方向位置決め駆動機構Ｄｚが設けられており、前記Ｚ軸方向位置決め駆動機構Ｄｚにより前記ホルダ装着部材０１３をＺ軸方向に回動させると、前記試料ホルダＨ内端部のＺ軸方向の位置が調節可能である。また、図１３において、前記回動部材０１２の外端部（−Ｘ側端部）で右側の部分にもＹ軸方向位置決め駆動機構Ｄｙを設けており、前記Ｙ軸方向位置決め駆動機構Ｄｙにより前記試料ホルダＨの内端部のＹ軸方向の位置が調節可能である。前記試料ホルダＨの内端部のＹ軸方向の位置は、前記ホルダ装着部材０１３の外周面に接触しているＹ軸方向リニヤゲージＬｙにより検出される。
【０００９】
図１３、図１４において、前記ヨーク０２およびゴニオステージＧｓのＸ側部分に設けた前記位置決め部材装着孔０２ｂには、位置決め駆動機構支持部材０１６が嵌合して固定されている。
位置決め駆動機構支持部材０１６には、前記Ｘ軸と同軸のスライダ収容孔０１６ａおよびテコ収容孔０１６ｂが設けられており、前記スライダ収容孔０１６ａにはホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘ（図１４参照）の位置決め用スライダ０１７がＸ軸方向に移動調節可能に収容されている。
【００１０】
図１４において、前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘは、テコ０１８、前後位置調整ネジ０１９、前後位置調整用モータ０２１を有している。
図１３、図１４において、前記テコ０１８は前記位置決め駆動機構支持部材０１６のテコ収容孔０１６ｂにＹ軸周りに回動可能に支持されている。前記テコ０１８の一端部は、前記位置決め用スライダ０１７の外端（Ｘ端部）に当接しており、前記テコ０１８の他端部は、前記前後位置調整ネジ０１９の先端部（−Ｘ端部）に当接している。図１４に示すように前記前後位置調整ネジ０１９は、前後位置調整用モータ０２１を回転させると、前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘの出力歯車０２２および歯車０２３を介してＸ軸方向に進退移動し、前記テコ０１８の端部をＸ軸方向に移動させる。
【００１１】
前記ゴニオステージＧｓの位置決め部材装着孔Ｇｓ２内には、前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘの内端位置決め部材０２４が配置されており、前記試料ホルダＨの内端および前記位置決め用スライダ０１７内端がそれぞれ当接する。この内端位置決め部材０２４は、試料ホルダＨの内端（Ｘ端）の位置を定める部材であり、前記ゴニオステージＧｓによって微小な範囲で移動可能に支持されている。前記試料ホルダＨのＸ軸方向の移動量の検出は、前記内端位置決め部材０２４およびテコ０１８を介して、前記テコ０１８の端部に接触しているＸ軸方向リニヤゲージＬｘ（図１４参照）により行われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
（前記（Ｊ０１）の問題点）
前記従来技術（Ｊ０１）では、大気圧（背圧）により試料ホルダＨの内端部の試料保持部Ｈ２は、真空側のホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘに当接しており、前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘに圧力が加わっている。
前記圧力によりホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘの構成要素はわずかな弾性変形や変位により力が溜り易い。このため、前記試料ホルダＨの試料保持部Ｈ２が観察時にじわじわ移動して、前記試料保持部Ｈ２に保持された試料のアフタードリフト（観察時に徐々に移動すること）が発生し易いという問題がある。
また、前記従来技術（Ｊ０１）では、試料ホルダＨのＸ軸方向の移動量の検出を前記力が溜り易いホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘを介して行っていたため検出精度が悪いという問題がある。特に前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘの内端位置決め部材０２４はバネにより支持されており、前記試料保持部Ｈ２の変位に応じて変位するため、前記Ｘ軸方向の位置検出精度が低下し易いという問題がある。
【００１３】
本発明は、前述の事情に鑑み、下記の記載内容を課題とする。
（Ｏ０１）内部が真空に保持された外壁を貫通する試料ホルダをスライド可能に支持するとともに、前記試料ホルダの内端部を位置決めするホルダ内端部位置決め駆動機構を有する試料ホルダ支持装置において、大気圧（背圧）によって前記試料ホルダが前記ホルダ内端部位置決め駆動機構に加える圧力を軽減すること。
（Ｏ０２）前記試料ホルダの軸方向の位置を精度良く検出すること。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。
また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【００１５】
（本発明）
前記課題を解決するために、本発明の試料ホルダ支持装置は、下記の要件（Ａ０１）〜（Ａ０７）を備えたことを特徴とする、
（Ａ０１）内部が真空に保持された電子顕微鏡の外壁（１１）、
（Ａ０２）前記外壁（１１）に支持された球面軸受（１８）により内端部が回動可能に支持された円筒壁（２４）と、前記円筒壁（２４）の内側に形成され且つ前記外壁（１１）の内外を連通させるホルダ装着孔（２４ａ）と、前記円筒壁（２４）の外端部に軸方向に沿って形成されたスライダ収容溝（２４ｃ）とを有するホルダ装着部材（２３）、
（Ａ０３）試料を保持する試料保持部（Ｈ２）が設けられた内端部が前記外壁（１１）の内側に配置されるとともに、前記外壁（１１）の外側に配置された外端部の外側面に前記スライダ収容溝（２４ｃ）内に突出するガイドピン（Ｈ４）が設けられた試料ホルダ（Ｈ）を、スライド可能且つ気密に保持する前記ホルダ装着孔（２４ａ）、
（Ａ０４）前記試料ホルダ（Ｈ）の試料保持部（Ｈ２）に当接して、前記試料保持部（Ｈ２）を前記軸方向に位置決めするホルダ内端位置決め駆動機構（Ｄｘ）、
（Ａ０５）前記スライダ収容溝（２４ｃ）に前記軸方向に移動可能に収容されて、前記試料ホルダ（Ｈ）のガイドピン（Ｈ４）と係合するピン係合部（５１ｂ）が設けられるとともに、前記円筒壁（２４）の外側に突出するように形成された移動制限用被係止部（５１ｃ）を有するスライダ（５１）、
（Ａ０６）前記スライダ（５１）の移動制限用被係止部（５１ｃ）に前記ホルダ装着部材（２３）の内端方向から係止するスライダ係止部（５９ｂ）が設けられたスライダ係止部材（５９）、
（Ａ０７）前記スライダ（５１）の前記内端方向の移動を制限するように前記スライダ係止部材（５９）を付勢するバネ（６３，６３）。
【００１６】
（本発明の作用）
前記構成を備えた本発明の試料ホルダ（Ｈ）支持装置では、電子顕微鏡の外壁（１１）の内部が真空に保持される。ホルダ装着部材（２３）の円筒壁（２４）の内端部は、前記外壁（１１）に支持された球面軸受（１８）により回動可能に支持される。ホルダ装着部材（２３）のホルダ装着孔（２４ａ）は、前記円筒壁（２４）の内側に形成され且つ前記外壁（１１）の内外を連通させ、試料ホルダ（Ｈ）をスライド可能且つ気密に保持する。前記外壁（１１）の内側に配置された前記試料ホルダ（Ｈ）の内端部の試料保持部（Ｈ２）は、試料を保持する。前記試料ホルダ（Ｈ）の試料保持部（Ｈ２）に当接するホルダ内端位置決め駆動機構（Ｄｘ）は前記試料保持部（Ｈ２）の内端を前記軸方向に移動させて位置決めする。
【００１７】
前記試料の観察時、大気圧により前記試料ホルダ（Ｈ）に前記ホルダ装着部材（２３）の内端部側への力が加わると試料ホルダ（Ｈ）のガイドピン（Ｈ４）と係合するスライダ（５１）のピン係合部（５１ｂ）にも前記内端部側への力がかかり、前記スライダ（５１）が前記ホルダ装着部材（２３）のスライダ収容溝（２４ｃ）に沿って軸方向の内端側へ移動しようとする。
しかし、スライダ係止部材（５９）のスライダ係止部（５９ｂ）が、前記スライダ（５１）の移動制限用被係止部（５１ｃ）を前記ホルダ装着部材（２３）の内端方向から係止し、バネ（６３，６３）が前記スライダ（５１）の前記内端部方向の移動を制限するように前記スライダ係止部材（５９）を付勢する。
このため、前記大気圧により前記スライダ（５１）および試料ホルダ（Ｈ）が前記内端部方向へ移動しようとする力が吸収されるので、前記試料ホルダ（Ｈ）の内端部により前記ホルダ内端位置決め駆動機構（Ｄｘ）に加える力を軽減することができる。したがって、前記ホルダ内端位置決め駆動機構（Ｄｘ）の部分に力が溜まらず、前記試料保持部（Ｈ２）に保持された試料のアフタードリフトが発生することがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の試料ホルダ支持装置の実施の形態１は、前記本発明において下記の要件（Ａ０８）を備えたことを特徴とする、
（Ａ０８）前記円筒壁（２４）の外側面に隣接する係止部材回動軸（５７）周りに回動可能に支持されて、一端部に前記スライダ係止部（５９ｂ）を有し、他端部に前記バネ（６３，６３）が連結されたテコ（５９）により構成された前記スライダ係止部材（５９）、
【００１９】
（実施の形態１の作用）
前述の構成を備えた本発明の試料ホルダ支持装置の実施の形態１では、スライダ係止部材（５９）を構成するテコ（５９）は前記円筒壁（２４）の外側面に隣接する係止部材回動軸（５７）周りに回動可能に支持されて、一端部に前記スライダ係止部（５９ｂ）を有し、他端部に前記バネ（６３，６３）が連結される。
【００２０】
（実施の形態２）
本発明の試料ホルダ支持装置の実施の形態２は、前記実施の形態２において下記の要件（Ａ０９）を備えたことを特徴とする、
（Ａ０９）前記テコ（５９）の回動量を測定するリニアゲージ（Ｌｘ）。
【００２１】
（実施の形態２の作用）
前述の構成を備えた本発明の試料ホルダ支持装置の実施の形態２では、リニアゲージ（Ｌｘ）は前記テコ（５９）の回動量を測定する。このため、前記スライダ（５１）のスライダ係止部（５９ｂ）の前記軸方向の移動量、すなわち、前記試料ホルダ（Ｈ）の軸方向の位置が、前記スライダ（５１）が配置されている前記ホルダ装着部材（２３）の外端部の位置で検出される。
したがって、前記図１３、図１４で示された従来技術の場合と異なり前記ホルダ内端位置決め駆動機構（Ｄｘ）側で前記試料ホルダ（Ｈ）の軸方向の位置を検出せずに、前記試料ホルダ（Ｈ）に連動するスライダ（５１）の移動量により試料ホルダ（Ｈ）の移動量を検出するので、試料ホルダ（Ｈ）の軸方向の位置が精度良く検出される。また、前記試料ホルダ（Ｈ）の軸方向の位置の検出は、テコ比分増幅されるので前記検出の感度が向上する。
【００２２】
【実施例】
次に図面を参照しながら、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例）
図１は本発明の実施例の試料ホルダ支持装置の縦断面図である。図２は前記図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は前記図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は前記図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は前記試料ホルダ支持装置の要部拡大図で、前記図２の矢印Ｖで示す部分の拡大図である。図６は前記図５のＶＩ−ＶＩ線からみた図である。図７は前記図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線からみた図である。図８は前記試料ホルダ支持装置のホルダ装着部材の外端部に形成されたピンガイド溝の説明図である。
【００２３】
図１、図２において、電子顕微鏡の鏡筒１０は、円筒状外周面を有する磁性材料製のヨーク１１、前記ヨーク１１内側に支持された非磁性材料製の略円筒状のゴニオステージＧｓを有している。なお、前記ヨーク１１により電子顕微鏡の鏡筒１０の外壁の一部を構成している。
図２に示すように前記ヨーク１１により、励磁コイル１３（図２参照）、電子線通過孔を有する電子レンズ上磁極片１４および電子レンズ下磁極片１５が支持されている。前記ゴニオステージＧｓの内側で前記上下の電子レンズ磁極片１４および１５の間には、真空に保持される試料室Ａが形成されている。
図１，図２において、前記ヨーク１１およびゴニオステージＧｓの−Ｘ側部分（後側部分）に、前記ヨーク１１の外側と前記試料室Ａとを連通させるゴニオメータ装着孔１１ａおよびＧｓ１が設けられており、前記ヨーク１１およびゴニオステージＧｓのＸ側部分（前側部分）にも、前記ヨーク１１の外側と前記試料室Ａとを連通させるホルダ前端位置決め機構装着孔１１ｂ，Ｇｓ２が設けられている。
【００２４】
前記ゴニオメータ装着孔１１ａ，Ｇｓ１には筒状軸受１７および球面軸受１８が固定されている。前記球面軸受１８の内端部には球面座１８ａが設けられている。
前記筒状軸受１７は、その円筒状内周面の軸が水平で且つ前記球面軸受１８の前記球面の中心（以後「球面中心」という）Ｏを通るように配置されている。前記筒状軸受１７はボルト１９（図４参照）によりヨーク１１に固定されている。また、筒状軸受１７は、ベアリング装着用の円筒状内周面を有し、その円筒状の内周面にはベアリング２１，２１が装着されている。
【００２５】
図１、図２において、前記筒状軸受１７にはゴニオメータＧｍが装着される。
前記ゴニオメータＧｍは前記ヨーク１１の外側から前記試料室Ａに延びる試料ホルダＨを支持する部材である。
試料ホルダＨは外端部に操作用のホルダグリップＨ１を有し、内端部に細長い形状の試料保持部Ｈ２を有している。前記試料保持部Ｈ２には試料（図示せず）を収容するための収容部Ｈ２ａ（図１参照）が形成されている。また、試料ホルダＨには、ＯリングＨ３を収容するＯリング溝が設けられている。試料ホルダＨの前記ホルダグリップＨ１に近い側にはガイドピンＨ４（図２、図５参照）が設けられている。
図１、図２において、前記ゴニオメータＧｍは、前記ベアリング２１，２１によってＸ軸周りに回動調節可能に支持された略円筒状の回動部材２２、および前記球面中心Ｏ周りに回動調節可能に支持されたホルダ装着部材２３を有している。前記ホルダ装着部材２３は、円筒壁２４と前記円筒壁２４の後端部（−Ｘ端部）で左右（Ｙ軸方向）に突出する突出部２５，２５（図３参照）とを有している。
前記回動部材２２にはホルダ装着部材貫通孔２２ａ（図１、図２参照）が形成されており、前記回動部材２２の後端部には、左右に分かれて後方に延びる一対の上面押圧部材支持部２２ｂ，２２ｂ（図２、図３参照）が形成されている。
【００２６】
前記ベアリング２１，２１によってＸ軸周りに回動自在に支持された回動部材２２は、その外周に歯車２２ｃ（図１、図２、図４参照）を有している。
図２、図４において、前記筒状軸受１７の上端部には、ギヤホルダ２６が設けられている。ギヤホルダ２６には、前記回動部材２２の歯車２２ｃと噛み合うウォームギヤ２７（図４参照）が回転可能に支持されている。前記ウォームギヤ２７はギヤホルダ２６を貫通する軸の外端部に連結されたＸ軸周り駆動用モータ２８（図４参照）によって回転するように構成されている。
したがって、Ｘ軸周り駆動用モータ２８を回転駆動することにより、回動部材２２を前記Ｘ軸周りに回動調整できるようになっている。
【００２７】
図１、図２において、前記ホルダ装着部材２３の円筒壁２４の内側にはホルダ装着孔２４ａが設けられており、前記円筒壁２４の内端部分の外側には球面２４ｂが形成されている。前記球面２４ｂは、前記球面座１８ａにより前記球面中心Ｏ周りに回動可能に支持されている。前記ホルダ装着孔２４ａは、前記試料ホルダＨを保持するための孔である。ホルダ装着孔２４ａの軸は基準位置では前記Ｘ軸と一致する。しかしながら、ホルダ装着孔２４ａの軸は、前記試料ホルダＨ先端部に保持した試料の位置を前記試料室Ａ内で調整する際、ホルダ装着部材２３を前記球面中心Ｏ周りに回動した状態ではＸ軸と一致しなくなる。
【００２８】
図５、図８において、前記円筒壁２４の外端部で上側の部分の面は、平坦に削られており、前記円筒壁２４の平坦に削られた部分にはスライダ収容溝２４ｃが形成されている。また、図８に示すように前記スライダ収容溝２４ｃの下側には、前記スライダ収容溝２４ｃの幅より狭いピンガイド溝２４ｄが形成されており、前記ピンガイド溝２４ｄは前記円筒壁２４の外端までクランク状に形成されている。前記スライダ収容溝２４ｃには、前記試料ホルダＨがホルダ装着部材２３に装着される際、前記試料ホルダＨのガイドピンＨ４が移動する。このとき、図５に示すように前記ガイドピンＨ４の頭部が前記ピンガイド溝２４ｄ内に突出するようになっている。
【００２９】
図１、図３に示すように前記ホルダ装着部材２３の突出部２５，２５の各上面は平坦な面に形成されている。
また、図３に示すように前記回動部材２２の一対の上面押圧部材支持部２２ｂ，２２ｂの後端（−Ｘ端）には上面押圧部材（前記突出部２５，２５上面を押圧する部材）２９のバネ収容部材２９ａが固定されており、前記バネ収容部材２９ａには、前記上面押圧部材２９の押圧バネ２９ｂおよび上下動可能な当接部材２９ｃが収容されている。
前記押圧バネ２９ｂにより当接部材２９ｃは、前記ホルダ装着部材２３の突出部２５，２５の各上面に押し付けられている。
【００３０】
図２、図３に示す揺動部材３１は、左右方向（Ｙ軸方向）に延びる水平部分３１ａ（図３参照）とその両端部に設けられた上方突出部分３１ｂ，３１ｂとを有している。前記上方突出部分３１ｂ，３１ｂの上端部は、それぞれ前記回動部材２２に支持された左右一対の軸３２（図１、図５参照）により前後に揺動可能に支持されている。上方突出部分３１ｂ，３１ｂにはそれぞれ、前記ホルダ装着部材２３の突出部２５，２５の下面に当接する当接球３３（図３、図５参照）を支持する球支持面が設けられている。また、前記揺動部材３１の水平部分３１ａの中央部には下方に突出する下方突出部分３１ｃ（図２、図３参照）が設けられている。
【００３１】
図２において、前記揺動部材３１の下方突出部分３１ｃの前側面（Ｘ側面）に対向して、上下動調整用ねじ３４が前記回動部材２２により支持されている。上下動調整用ねじ３４のＸ端部（前側端部）には歯車３５が固着されている。前記歯車３５は、前記回動部材２２に支持された上下回動用モータ３６の出力歯車３７と噛み合っている。
したがって、前記上下回動用モータ３６を正逆いずれかの方向に回転させると、前記出力歯車３７および歯車３５を介して上下動調整用ねじ３４が回転し、その回転方向に応じて上下動調整用ねじ３４が下方突出部材３１ｃに対して進退移動を行う。上下動調整用ねじ３４の先端が前記揺動部材３１（図２参照）の下方突出部分３１ｃと当接しているので、上下動調整用ねじ３４が進退移動すると揺動部材３１が前記軸３２周りに揺動する。このとき、前記上面押圧部材２９の押圧バネ２９ｂが収縮または伸長して、前記ホルダ装着部材２３は前記球面中心Ｏ回りに小さな角度範囲内（４〜５度の範囲内）で上下方向に回動するように構成されている。
なお、前記符号３１〜３７で示された要素からＺ軸方向位置決め駆動機構Ｄｚが構成されており、前記Ｚ軸方向位置決め駆動機構Ｄｚおよび前記上面押圧部材２９により前記ホルダ装着部材２３の前記球面中心Ｏ回りの上下方向の位置決めが行われる。
【００３２】
図１において、前記ホルダ装着部材２３の円筒壁２４の後側（−Ｘ側）部分の右側面（Ｙ側面）には、回動部材２２により左右動可能に支持された当接部材３９ａが押圧バネ３９ｂによって押し付けられている。前記当接部材３９ａおよび押圧バネ３９ｂによって、前記ホルダ装着部材２３の前記球面中心Ｏ回りのＹ軸方向（左右方向）の回動位置を定めるための左右方向押圧部材３９が構成されている。
【００３３】
図１において、前記ホルダ装着部材２３の前記当接部材３９ａとの当接部の反対側の側面に対向して左右動調整用ねじ４１が前記回動部材２２により支持されている。前記左右動調整用ねじ４１も前記上下動調整用ねじ３４と同様、前記左右動調整用ねじ４１の−Ｙ端部（左側端部）の歯車４２、前記回動部材２２に支持された左右回動用モータ４３の出力歯車４４を介して前記左右回動用モータ４３の回転力が伝達される。前記左右動調整用ねじ４１の回転方向に応じて左右動調整用ねじ４１がホルダ装着部材２３に対して進退移動を行う。左右動調整用ねじ４１の先端が前記ホルダ装着部材２３の−Ｙ側面（左側面）と当接しているので、左右動調整用ねじ４１が進退移動すると前記左右方向押圧部材３９の押圧バネ３９ｂが収縮または伸長して、前記ホルダ装着部材２３は前記球面中心Ｏ回りに小さな角度範囲内（５〜６度の範囲内）で左右方向に回動するように構成されている。
前記ホルダ装着部材２３の左右方向の回動により前記試料ホルダＨの内端部のＹ軸方向の位置が調節され、前記試料ホルダＨの内端部のＹ軸方向の移動量は、前記ホルダ装着部材２３の円筒壁２４に接触しているＹ軸方向リニヤゲージＬｙにより測定される。
なお、前記符号４１〜４４で示された要素からＹ軸方向位置決め駆動機構Ｄｙが構成される。
【００３４】
図９は本発明の試料ホルダ支持装置のテコ支持部材の説明図で、図９Ａは前記図７の矢印ＩＸＡからみた図、図９Ｂは前記図９Ａの矢印ＩＸＢからみた図である。図１０は本発明の前記試料ホルダ支持装置で使用するスライダの説明図で、図１０Ａは前記スライダの縦断面図、図１０Ｂは前記図１０Ａの矢印ＸＢからみた図、図１０Ｃは前記図１０ＡのＸＣ−ＸＣ線断面図である。図１１は前記スライダをホルダ装着部材のスライダ収容溝に保持するスライダ保持プレートの説明図で、図１１Ａは前記スライダ保持プレートの平面図、図１１Ｂは前記図１１Ａの矢印ＸＩＢからみた図、図１１Ｃは前記図１１Ｂの矢印ＸＩＣからみた図である。図１２は前記試料ホルダ支持装置のスライダ係止部材であるテコの説明図で、図１２Ａは前記テコの部分断面図、図１２Ｂは前記図１２Ａの矢印ＸＩＩＢからみた図である。
【００３５】
前記図５、図６において、前記ホルダ装着部材２３のスライダ収容溝２４ｃにはスライダ５１が前記ホルダ装着部材２３のＸ軸方向にスライド可能に収容されている。
図１０において、前記スライダ収容溝２４ｃ（図５参照）に収容されたスライダ５１の下面には、前後方向（Ｘ軸方向）に延びるピン移動用凹溝５１ａが形成されており、前記ピン移動用凹溝５１ａ内は前記試料ホルダＨのガイドピンＨ４が移動可能である。前記スライダ５１のピン移動用凹溝５１ａの前端側（Ｘ端側）には、前記試料ホルダＨのガイドピンＨ４と係合するピン係合部５１ｂが設けられている。
【００３６】
図１０Ａにおいて、前記スライダ５１の上面で後端部（−Ｘ側端部）には移動制限用被係止部５１ｃが設けられており、前記移動制限用被係止部５１ｃは、図５に示すように前記円筒壁２４のスライダ収容溝２４ｃに収容された状態では、前記円筒壁２４の外側に突出するようになっている。前記移動制限用被係止部５１ｃの前端側（内端側、Ｘ側）の面には球５２が固着されている。前記球５２は，この実施例では鋼球を使用しているが、前記鋼球の代わりにルビー球が使用可能である。
図５、図６において、前記円筒壁２４上面のスライダ収容溝２４ｃの平坦な部分（図８参照）には、前記スライダ収容溝２４ｃの上端を塞ぐスライダ保持用プレート５３がネジ止めされている。
図１１において、前記スライダ保持用プレート５３は、長方形の部材で、長辺方向（Ｘ軸方向）に沿って形成された複数の固定用ネジ孔５３ａと、外端部（−Ｘ側端部）に形成されたスライダ被係止部貫通孔５３ｂとを有している。
前記固定用ネジ孔５３ａが複数形成されているのは、前記スライダ保持用プレート５３を前記ホルダ装着部材２３の円筒壁２４にネジ止めして、前記円筒壁２４のスライダ収容溝２４ｄの左右方向（Ｘ軸方向）両側縁の円周方向の広がりや接近するのを防止するためである。
図５、図６に示すように前記スライダ被係止部貫通孔５３ｂには、前記スライダ収容溝２４ｄに収容されたスライダ５１の移動制限用被係止部５１ｃが貫通し、前記移動制限用被係止部５１ｃが前後方向（Ｘ軸方向）に移動可能に構成されている。
【００３７】
図３、図５〜図７において、前記円筒壁２４のスライダ収容溝２４ｄの上方にはテコ支持部材５４が配置されている。
図７、図９において、前記テコ支持部材５４の下部で前端側（Ｘ端側）には被固定部５４ａ，５４ａが形成されており、前記テコ支持部材５４の前記被固定部５４ａ，５４ａは、前記突出部２５，２５の上部に螺合する固定用ボルト５６，５６（図７参照）によって前記円筒壁２４および突出部２５，２５に固定されている。
【００３８】
図５、図７、図９において、前記テコ支持部材５４の内側に、測定子・テコ収容凹部５４ｂが設けられている。前記テコ支持部材５４の上部には上下方向（Ｚ軸方向）で且つ前記測定子・テコ収容凹部５４ｂに貫通するゲージ支持孔５４ｃ（図９Ｂ参照）が形成されており、前記テコ支持部材５４の下部で前端部には前後方向（Ｘ軸方向）に貫通したテコ収容溝５４ｄ（図５〜図７参照）が形成されている。図５に示すように前記測定子・テコ収容凹部５４ｂおよびテコ収容溝５４ｄは互いに連通しており、それぞれの下方は開口している。
図５において、前記ゲージ支持孔５４ｃにはＸ軸方向リニアゲージＬｘが支持されて、固定されており、前記Ｘ軸方向リニアゲージＬｘの測定子Ｌｘａは前記測定子・テコ収容凹部５４ｂ内に配置される。
【００３９】
図７、図９において、前記被固定部５４ａ，５４ａ上方で前記テコ支持部材５４の左右の両側面には、内側に凹んだプレート収容凹部５４ｆ，５４ｆ（図７、図９Ａ参照）が形成されており、前記プレート収容凹部５４ｆ，５４ｆと前記テコ収容溝５４ｄとの間には左右方向（Ｙ軸方向）に延びるべアリング収容孔５４ｇ，５４ｇ（図７参照）が形成されている。前記テコ支持部材５４の左右の両側面には、上下に延びるバネ収容部５４ｈ，５４ｈ（図９参照）が形成されており、前記バネ収容部５４ｈ，５４ｈは前記測定子・テコ収容凹部５４ｂと連通している。
【００４０】
図７において、前記べアリング収容孔５４ｇ，５４ｇに収容されているべアリングＢ，Ｂは、テコ支持軸（係止部材回動軸）５７の左右両端を回転可能に支持している。また、前記プレート収容凹部５４ｆ，５４ｆにはプレート５８，５８がネジ止めされており、前記プレート５８，５８により前記べアリングＢ，Ｂは前記べアリング収容孔５４ｇ，５４ｇ内に保持されている。
図７、図９において、前記テコ収容溝５４ｄには、テコ（スライダ係止部材）５９が配置されており、前記テコ５９は、前記テコ支持軸５７によりＹ軸周りに回動可能に支持されている。
【００４１】
図１２において、前記テコ５９は略Ｌ字状の部材で、前記テコ５９の前端部（Ｘ端部）には、前記テコ支持軸５７が貫通して固定される軸貫通孔５９ａおよび下方（−Ｚ方向）に延びるスライダ係止部５９ｂが設けられている。前記テコ５９のスライダ係止部５９ｂの−Ｘ側面には低摩擦材装着孔５９ｃが形成されている。前記テコ５９の後端部（−Ｘ端部）にはＹ軸方向に貫通するバネ係止用ネジ孔５９ｄが形成されており、前記テコ５９の後端（Ｘ端）には測定子当接部５９ｅが設けられている。
【００４２】
図１２Ａにおいて、前記低摩擦材装着孔５９ｃには、低摩擦材６１が収容されており、図５に示すように前記低摩擦材６１の後側面（外端面、−Ｘ側面）には前記スライダ５１の移動制限用被係止部５１ｃの前側（内端側、Ｘ側）の球５２が当接するように構成されている。
図５に示すように前記側定子当接面５９ｅには、前記Ｘ軸方向リニアゲージＬｘの測定子Ｌｘａが当接している。図５、図９Ａにおいて、前記バネ係止用ネジ孔５９ｄ（図１２Ａ参照）には、前記テコ５９の左右方向からバネ連結用ネジ６２，６２が螺合しており、前記バネ連結用ネジ６２，６２にはバネ６３，６３の一端が連結されている。図６、図９Ａにおいて、前記バネ６３，６３の他端は、前記テコ支持部材５４の上部に螺合しているバネ連結用ネジ６４，６４に連結されている。図５において、前記バネ６３，６３は前記テコ５９の測定子当接部５９ｅを前記リニアゲージＬｘに接近させる方向（上方、Ｚ方向）に付勢するとともに、前記テコ５９のスライダ係止部５９ｂをスライダ５１の移動制限用被係止部５１ｃに接近させる方向（下方、−Ｚ方向）に付勢して前記スライダ５１の内方（Ｘ方向）への移動を制限している。
【００４３】
また、図５に示す状態で、前記スライダ５１が前後方向（Ｘ軸方向）に移動すると前記テコ５９のスライダ係止部５９ｂが前後方向に回動して、前記測定子当接部５９ｅが上下方向（Ｚ軸方向）に移動し、前記測定子当接部５９ｅに当接しているＸ軸方向リニアゲージＬｘが、前記スライダ５１のＸ軸方向の移動量（すなわち、試料ホルダＨのガイドピンＨ４のＸ軸方向の移動量）を検出するようになっている。
なお、この実施例では、前記スライダ係止部５９ｂの移動量は前記テコ５９により３倍に増幅されて前記Ｘ軸方向リニアゲージＬｘに検出されるようになっている。
前記符号２２〜６４，Ｌｘ，Ｌｙで示された要素によりゴニオメータＧｍが構成されている。
【００４４】
図１、図２において、前記ヨーク１１の前側部分（Ｘ側部分）に設けた前記位置決め部材装着孔１１ｂおよび前記ゴニオステージＧｓの前側部分には、位置決め駆動機構支持部材６６が嵌合して固定されている。
位置決め駆動機構支持部材６６には、前記Ｘ軸と同軸のスライダ収容孔６６ａおよびテコ収容孔６６ｂが設けられており、前記テコ収容孔６６ｂの前側（Ｘ側）の部分には歯車収容孔６６ｃ（図２参照）が形成されている。前記テコ収容孔６６ｂと前記歯車収容孔６６ｃとの間にはＸ軸方向に貫通するネジ孔６６ｄ（図２参照）が形成されている。前記位置決め駆動機構支持部材６６の前端にはモータ支持凹部６６ｅ（図２参照）が形成されている。
前記スライダ収容孔６６ａには位置決め用スライダ６７（図１、図２参照）がＸ軸方向に移動調節可能に収容されている。
【００４５】
図１、図２において、前記位置決め駆動機構支持部材６６のテコ収容孔６６ｂにはテコ６８が、軸６９（図１参照）によりＹ軸回りに回動可能に支持されている。前記テコ６８の一端部は、前記位置決め用スライダ６７の外端に当接している。
図２において、前記位置決め駆動機構支持部材６６のネジ孔６６ｄには前後位置調整ネジ７１が螺合しており、前記前後位置調整ネジ７１の先端部は前記テコ６８の下方に延びる端部に当接している。
【００４６】
図２において、前記前後位置調整ネジ７１のＸ端部には、歯車７２が固着しており、前記位置決め駆動機構支持部材６６の歯車収容孔６６ｃに配置されている。前記歯車７２は、前後位置調整用モータ７３の出力歯車７４に噛合っており、前記前後位置調整用モータ７３は前記位置決め駆動機構支持部材６６のモータ支持凹部６６ｅに装着されている。
前記前後位置調整ネジ７１は、前後位置調整用モータ７３を回転させると、前記出力歯車７４および歯車７２を介してＸ軸方向に進退移動し、前記テコ６８の端部をＸ軸方向に移動させる。
【００４７】
前記ゴニオステージＧｓの位置決め部材装着孔Ｇｓ２内には、内端位置決め部材７６が配置されており、前記試料ホルダＨの内端および前記位置決め用スライダ６７内端がそれぞれ当接する。この内端位置決め部材７６は、試料ホルダＨの内端の位置を定める部材であり、前記ゴニオステージＧｓによって微小な範囲で移動可能に支持されている。
【００４８】
内端位置決め部材７６は、その後端（−Ｘ端）にスリバチ状の凹部を有し、そのスリバチ状の凹部に試料ホルダＨ内端（前端）に設けたルビーの球が当接している。また、前記内端位置決め部材７６は、その前端（Ｘ端）にルビーの球を有しており、そのルビーの球が前記位置決め用スライダ６７内端（−Ｘ端、後端）のスリバチ状の凹部に当接している。したがって、試料ホルダＨを支持するホルダ装着部材２３が前記球面中心周Ｏりに回動したときには、試料ホルダＨ内端（前端、Ｘ端）のルビーの球は、内端位置決め部材７６内端（後端、−Ｘ端）のスリバチ状凹部に沿って滑り、内端位置決め部材７６外端（右端）のルビーの球は、位置決め用スライダ６７内端（左端）のスリバチ状凹部に沿って滑るように構成されている。
なお、前記符号６６〜７６で示された要素からこの実施例のホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘが構成される。
【００４９】
（実施例の作用）
図２、図５、図８において、前記ホルダ装着部材２３の円筒壁２４のピンガイド溝２４ｄに沿って前記試料ホルダＨのガイドピンＨ４を移動させて、前記ホルダ装着部材２３のホルダ装着孔２４ａに試料ホルダＨを装着する。
図２、図５、図９において、試料の観察時、大気圧により前記試料ホルダＨに前記ホルダ装着部材２３の内端部側（Ｘ方向）への力が加わると前記試料ホルダＨのガイドピンＨ４と係合するスライダ５１のピン係合部５１ｂにも前記ホルダ装着部材２３の内端部側（Ｘ方向）への力が加わり、前記スライダ５１が前記ホルダ装着部材２３のスライダ収容溝２４ｄに沿って軸方向の内端側へ移動しようとする。
しかし、テコ５９のスライダ係止部５９ｂが、前記スライダ５１の移動制限用被係止部５１ｃに内端方向（Ｘ方向）から係止し、バネ６３，６３が前記スライダ５１の前記内端方向の移動を制限するように前記テコ５９を付勢する。
【００５０】
このため、前記大気圧によりスライダ５１および試料ホルダＨが内端方向（Ｘ方向）へ移動しようとする力が吸収されるので、前記試料ホルダＨの内端部が前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘに加える力を軽減することができる。したがって、前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘの部分に力が溜まらず、前記試料保持部Ｈ２に保持された試料のアフタードリフトが発生することがない。
また、本実施例では、前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘ側で前記試料ホルダＨのＸ軸方向の移動量を検出せずに、試料ホルダＨの移動に連動するスライダ５１の移動量により試料ホルダＨの移動量を検出するので、試料ホルダＨのＸ軸方向の位置が精度良く検出される。また、前記試料ホルダＨのＸ軸方向の移動量は、テコ比分増幅されて検出されるので前記検出の感度が向上する。
【００５１】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
【００５２】
（Ｈ０１）前記実施例では、スライダ５１の内端側の移動を制限するスライダ係止部材としてテコ５９を用いた場合を例示したが、前記テコ５９以外の他の部材で前記スライダ５１を係止することも可能である。
（Ｈ０２）前記ホルダ内端位置決め駆動機構Ｄｘのテコ６８を省略して直接、前後位置調整ネジ７１の先端部を位置決め用スライダ６７の外端に当接させて前記位置決め用スライダ６７を前後方向に移動させる構成にすることが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
前述の本発明の試料ホルダ支持装置は、下記の効果を奏することができる。
（Ｅ０１）内部が真空に保持された外壁を貫通する試料ホルダをスライド可能に支持するとともに、前記試料ホルダの内端部を位置決めするホルダ内端部位置決め駆動機構を有する試料ホルダ支持装置において、大気圧（背圧）によって前記試料ホルダが前記ホルダ内端部位置決め駆動機構に加える圧力を軽減することができる。
（Ｅ０２）前記試料ホルダの軸方向の位置を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の実施例の試料ホルダ支持装置の縦断面図である。
【図２】図２は前記図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は前記図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図４は前記図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は前記試料ホルダ支持装置の要部拡大図で、前記図２の矢印Ｖで示す部分の拡大図である。
【図６】図６は前記図５のＶＩ−ＶＩ線からみた図である。
【図７】図７は前記図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線からみた図である。
【図８】図８は前記試料ホルダ支持装置のホルダ装着部材の外端部に形成されたピンガイド溝の説明図である。
【図９】図９は本発明の試料ホルダ支持装置のテコ支持部材の説明図で、図９Ａは前記図７の矢印ＩＸＡからみた図、図９Ｂは前記図９Ａの矢印ＩＸＢからみた図である。
【図１０】図１０は本発明の前記試料ホルダ支持装置で使用するスライダの説明図で、図１０Ａは前記スライダの縦断面図、図１０Ｂは前記図１０Ａの矢印ＸＢからみた図、図１０Ｃは前記図１０ＡのＸＣ−ＸＣ線断面図である。
【図１１】図１１は前記スライダをホルダ装着部材のスライダ収容溝に保持するスライダ保持プレートの説明図で、図１１Ａは前記スライダ保持プレートの平面図、図１１Ｂは前記図１１Ａの矢印ＸＩＢからみた図、図１１Ｃは前記図１１Ｂの矢印ＸＩＣからみた図である。
【図１２】図１２は前記試料ホルダ支持装置のスライダ係止部材であるテコの説明図で、図１２Ａは前記テコの部分断面図、図１２Ｂは前記図１２Ａの矢印ＸＩＩＢからみた図である。
【図１３】図１３は従来の試料ホルダ支持装置の概略説明図である。
【図１４】図１４は前記図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【符号の説明】
Ｄｘ…ホルダ内端位置決め駆動機構、Ｈ…試料ホルダ、Ｈ２…試料保持部、Ｈ４…ガイドピン、Ｌｘ…リニアゲージ、
１１…外壁、１８…球面軸受、２３…ホルダ装着部材、２４…円筒壁、２４ａ…ホルダ装着孔、２４ｃ…スライダ収容溝、５１…スライダ、５１ｂ…ピン係合部、５１ｃ…移動制限用被係止部、５９…スライダ係止部材（テコ）、５９ｂ…スライダ係止部、６３，６３…バネ。
【図１】
0003589583.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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