(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座と、前記台座上に設けられた試料ホルダー固定手段と、前記台座上に設けられた、試料交換用ツールの軸位置を保持するためのアーム状部材とからなる試料ホルダ―用台座であって、前記アーム状部材には、前記ツールのふらつきを防止するふらつき防止手段が設けられていることを特徴とする試料ホルダー用台座。
【請求項２】
前記アーム状部材が、長手方向へ可変可能である請求項１記載の台座。
【請求項３】
さらに、前記台座上に試料ホルダー先端部を受ける枕部を有する請求項１又は２項に記載の台座。
【請求項４】
前記台座には、パームレストを有する請求項１〜３項のいずれか1項に記載の台座。
【請求項５】
前記台座には、高さ調整可能な脚部を有する請求項１〜４項のいずれか1項に記載の台座。
【請求項６】
前記試料ホルダー固定手段は、プランジャーを有する請求項１〜５項のいずれか１項に記載の台座。
【請求項７】
さらに、前記試料ホルダー固定手段は、前記試料ホルダーを取り出すための取出し手段を有する請求項１〜６項のいずれか１項に記載の台座。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料ホルダー用台座に関し、特に、ツール軸位置保持アームを有する試料ホルダー用台座に関する。
【背景技術】
【０００２】
透過型電子顕微鏡等の顕微鏡において、試料を観察する際には、例えば、透過型電子顕微鏡の対物ポールピースのギャップ間の限られた空間に挿入する試料ホルダーの先端部（以下、試料クレードルともいう。）は、対物レンズポールピースの限られた空間に挿入し、試料ホルダー軸上で電子線光軸に傾斜される必要があるので、必然的に、試料クレードル部は、出来るだけ薄く作られている。
【０００３】
例えば、電子顕微鏡として、透過型電子顕微鏡を例に説明すると、透過型電子顕微鏡にて観察する試料は、試料クレードル部に装着して観察する。試料クレードルにTEM試料メッシュを装着し固定する為には、試料クレードルは、少なくともクレードル台座部と、試料押さえ部材が必要となる。さらに試料押さえは、クレードル本体に試料メッシュを挟み込む何がしかの固定手段が必要であり、そのため、固定用ネジを配する手段が一般的である。
【０００４】
なお、対物レンズポールピースの限られた空間を有効利用するには、試料押さえ板の厚みや、試料固定用ネジの小型化も必須条件だが、人間が扱う上では、小型化には限界があり、さらにネジ自体の耐久性の配慮から、小型化に限界がある。現状ではM1〜M2サイズのネジを用いるが一般的である。
【０００５】
このような状況下で、試料を交換する方法として、たとえば、試料室と、試料交換室と、仕切り弁と、試料交換棒と、からなる試料交換装置が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０８−２７３５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１のような試料交換装置を含め、既存の試料交換装置においては、クレードル本体に設けたネジ穴に固定の場合、試料メッシュを置き、その上にスペーサーリングを置き、さらにその上に試料押さえ板を置いた状態で、前記三部材を縫い付ける形態を保った状態で、ネジをピンセットで挟んで、クレードル本体に設けたネジ穴の軸位置に正確に合わせ保ち、さらに前述ネジの頭に有するスリ割りの溝に、精密ドライバー（以下、TOOLともいう）を正確に立て締め付けるのは、熟練が必要である。
【０００８】
このような場合を含め、試料取り付けの作業は、熟練者であってもピンセットでも挟んだネジが外れ飛んで失くす事例や、ドライバーやピンセットが誤って滑ってしまった結果、試料に接触してしまい試料を破壊させてしまう事例も多い。
【０００９】
なお、試料先端部の試料クレードル部は、一般に２ｍｍ程度の厚みしかなく、ネジを締める際、熟練者は、ネジを締めるTOOLを押し付ける最小限の力加減を把握しているが、不慣れな方が行うと、むやみな力を与えTOOL（ドライバー）を不必要に押し付けてしまい、その結果、試料クレードル部を曲げてしまう事故も多く発生している。したがって、安全に試料交換作業ができる対策が望まれている。
【００１０】
そこで、本発明は、上記問題点を解決すべく、安全に試料交換が可能な試料ホルダー用台座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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明者は、試料ホルダーの試料交換に関わる事故を分析し、鋭意検討を行った結果、本発明を見出すに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の試料ホルダー用台座は、台座と、前記台座上に設けられた試料ホルダー固定手段と、前記台座上に設けられた、試料交換用ツールの軸位置を保持するためのアーム状部材とからなる試料ホルダ―用台座であって、前記アーム状部材には、前記ツールのふらつきを防止するふらつき防止手段が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、前記アーム状部材が、長手方向へ可変可能であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、さらに、前記台座上に試料ホルダー先端部を受ける枕部を有することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、前記台座には、パームレストを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、前記台座には、高さ調整可能な脚部を有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、前記試料ホルダー固定手段は、プランジャーを有することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、さらに、前記試料ホルダー固定手段は、前記試料ホルダーを取り出すための取出し手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、試料交換時の試料のホルダー等の破損を極力低減することが可能であるという有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、試料固定方法の一例を示す図である。
【図２】図２は、試料ホルダーを受け止めるサドル部の構成図の一例を示す図である。図２（a）は、試料ホルダーを固定手段（サドル）に装着した状態の一例を示す図である。図２（ｂ）は、押し返しピストンを押し込んだ時の状態の一例を示す図である。
【図３】図３は、試料ホルダーを、本発明の一実施態様における試料ホルダー用台座に設置する場合の一例を示す図である。図３（a）は、試料ホルダーをセットし、試料を交換する場合の手順を概略化した図である。図３（ｂ）は、セットし終わり、試料を固定している例を示す図である。
【図４】図４は、本発明における試料ホルダー用台座の一例における試料交換の様子を示す図である。
【図５】図５は、本発明における試料ホルダー用台座の一例と実態顕微鏡とを連携したレイアウトを示す図である。
【図６】図６は、ツールで試料押さえを装着中に、ツールに力を入れすぎて、試料クレードル部分を押し曲げてしまった事故例を示す図である。
【図７】図７は、試料押さえネジをツールで締める様子の一例を示し、図７（a）は正しい使い方の例を示し、図７（ｂ）は事故の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の試料ホルダー用台座は、台座と、前記台座上に設けられた試料ホルダー固定手段と、前記台座上に設けられた、ツール軸位置保持アームとからなる。台座としては、試料ホルダーを固定できるスペース等があれば特に材質等に限定されるものではない。台座上には、試料ホルダー固定手段が設けられている。試料ホルダーを固定する固定手段についても、特に限定されるものではないが、例えば、クランプ機構、プランジャー機構等により固定することができる。一般に、ツールによって試料を固定したり、はずしたりするのであるが、ツールの操作は通常熟練の経験を要する。そのため、ツールがずれることにより試料ホルダーを破損する事故も生じている。
【００２２】
ここで、図１を参照しながら、一般的な試料装着部の一例を説明する。図１は、試料固定方法の一例を示す図である。１は試料固定ネジ、２は試料押さえ板、３はスペーサ―、４は試料メッシュ、５は試料クレードル（試料ホルダーの先端部）を、それぞれ示す。
【００２３】
この例において、詳しく述べると、試料クレードル部の上にTEM試料メッシュ４を載せ、その上にスペーサーリング３を載せ、さらにその上に試料押さえ板２を置き、それらを試料固定ネジ１にて、試料クレードル５に固定するのが一般的である。図１中の試料固定ネジの頭は、一般的なマイナス溝山で描画しているが、プラス溝型や、６角形穴などがあり、TOOLの回転を伝達できる嵌め合いであれば、形状を指定するものではない。
【００２４】
なお、以下では、ネジを用いた例を一例として説明するが、まれに銀ペーストやエポキシ等を用い、クレードルに直接接着する事も理屈的には可能ではあり、このような態様であっても本発明を適用可能である。但し、観察後に試料を破壊せず安全に取り外し回収し、保全保管に支障をきたすので、実現場では、避けられている手法である。
【００２５】
また、銀ペーストやエポキシ等の接着材を使用する態様についても本発明を適用可能であるが、真空中で当該材料分子が飛び出すので、試料観察に際して、コンタミネーションの原因となるので、避けられている手法である。
【００２６】
TEM試料は、通常TEM試料メッシュ４に載せて観察する。またバルク材を薄く切り出し、FIBでTEM観察可能な試料を作成する場合でもφ3ｍｍ 厚み0.1ｍｍの範囲の収めるのが通例である。なお、TEM試料メッシュは、必然規格化されφ3ｍｍ、厚みは用途に応じて0.01mm〜0.05ｍｍが一般的である。
【００２７】
図１中は、1枚の試料押さえ板を2本のネジで押さえているが、試料押さえ板が2分割され、各々を各１本のネジで固定しているものや、ネジ2本で試料押さえ板を固定しているものもあり、図はその総評的な模式図としている。
【００２８】
本発明においては、事故防止のため、ツール軸位置保持アームを設けている。すなわち、本発明において、TOOLの軸位置を保持するアーム状部材を配する。この部材には、例えば、TOOLが通る最小限なTOOL案内孔を設け、TOOLを前記案内孔に通し、試料押さえネジの頭に有するスリ割りの溝に当てる形態により、TOOLがズレ落ちる事故を防止することを狙ったものである。
【００２９】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、前記軸位置保持アームが、長手方向へ可変可能であることを特徴とする。長手方向へ可変可能であるので、種々の試料ホルダーのサイズに応じて、軸位置を的確にセットすることが可能である。また、長手方向に垂直な方向に可変可能としてもよい。よりきめ細かい軸位置セットが可能となる。
【００３０】
尚、当該アームは、例えば、ツール軸位置保持アームの支持手段等の中へ出し入れが可能な構造にする事ができる。これによって、ネジ位置の上部へTOOL案内孔を合せる調整を可能として、使用しない際には格納できる俗に言うリトラクタブルな機構を有する。本発明の安全試料交換台座へ試料ホルダーを脱着する際、試料クレードル部と当該アームが干渉しない（邪魔にならない）効果を奏することになる。
【００３１】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、さらに、前記台座上に試料ホルダー先端部を受ける枕部を有することを特徴とする。すなわち、本発明においては、試料クレードル部を支持する枕部材を配することができる。むやみな力を与えTOOL（ドライバー）を不必要に押し付しまい、その結果、試料クレードル部を曲げてしまう可能性に配慮し、試料クレードル部の裏側から支え持つ機構として、枕部は威力を発揮する。つまり、枕部は、ホルダー先端にかかるストレスを受ける機能を受け持つ機構である。
【００３２】
好ましくは、様々な試料ホルダーの先端形状や厚さに対応するため、また、同じ規格のホルダーであっても厚みに差があるので、装着されるホルダーに合わせて、枕部は、高さ調節可能な機構を有することができる。例えばネジ等により高さ調整可能である。
【００３３】
さらに、長年試料ホルダー使い続けると、いつの間にか試料クレードル微妙に曲げてしまう事もあるが、使用できるレベルの曲がり（反り）であれば場合、試料クレードル部を支持する枕部材の高さが異なってしまうので、適切に高さ調節できる機能があれば、この点有利となる。
【００３４】
このような枕部の存在は、高さ調節機構を備えることで、事実上どのような試料ホルダーに対しても対応可能となる。
【００３５】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、前記台座には、パームレストを有することを特徴とする。台座に取り付けたパームレストに掌を置くことで腕や手首の位置が安定し、さらに掌を支点として、指先の力を抜いて作業ができることを期待したものである。
【００３６】
なお、掌を置くことで腕や手首の位置が安定させるパームレスト位置は個人差があり、パームレスト位置に自由度を与えるという観点から、パームレストは、台座と水平方向に回転する機構を有しても良い。パームレストにより、作業の安定性を高め、作業中の損傷事故を阻止可能である。これによるTOOLへの力加減が、より正確に把握できるという有利な効果も有する。
【００３７】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、前記台座には、高さ調整可能な脚部を有することを特徴とする。この脚部の存在により、作業台（机やテーブル）の天板に反りが有っても、当該脚の高さを調整できるので、安全試料交換台座は、ガタつきが発生しないという効果を奏する。
【００３８】
また、脚により、安全試料交換台座のベース板と作業台（机やテーブル）の天板との間に空間を与える事で出来るので、双眼実態顕微鏡（ビノキュラー）の足（ベース部材）を跨らせたレイアウトが可能となり、双眼実態顕微鏡の光軸下にクレードルを配するレイアウトが可能になる。
【００３９】
これまで双眼実態顕微鏡にて試料交換作業を観察した場合、双眼実態顕微鏡の光軸下に、クレードルを持ち込む際に、これまでのホルダー台座では、双眼実態顕微鏡ベース部材に上に安定しておく事が出来なかった。しかし、本発明の一実施態様において、台座下に空間を設けることができるので、双眼実態顕微鏡ベース部材の外部に、にわかに適当な台などを敷き詰める手間が省け、容易に双眼実態顕微鏡との連携配置が可能となった。またそのことで、更なる安全を図れる。本発明の一態様においては、台座下の空間は、高さ調整可能な脚により実現可能であるが、他の手段によっても実質的に台座下に空間が設けることができれば、これに限定されない。
【００４０】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、前記試料ホルダー固定手段は、プランジャーを有することを特徴とする。試料ホルダーを受止める試料ホルダー固定手段には、プランジャーを備えることで、試料ホルダー軸部をくわえ込むように配慮し、装着の利便性向上と、保持時の安定を図ることが可能である。
【００４１】
また、本発明の試料ホルダー用台座の好ましい実施態様において、さらに、前記試料ホルダー固定手段は、前記試料ホルダーを取り出すための取出し手段を有することを特徴とする。さらに、試料ホルダー固定手段（サドル部）には、試料ホルダーを取り出しやすくするための押し出し手段、例えば、押し返すピストンを設け、プランジャーにて、くわえ込まれたホルダーを押し外す機構を有することで、取り外し作業性を向上させている。
【００４２】
なお、試料ホルダー固定手段において、試料ホルダーを格納する入口壁には、プランジャーと対応する反対側に、テーパーを設けることができる。これにより、試料ホルダーの出し入れをより容易としている。
【実施例】
【００４３】
ここで、本発明の台座の一実施例を説明するが、本発明は、下記の実施例に限定して解釈されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であることは言うまでもない。
【実施例１】
【００４４】
図７は、試料押さえネジをツールで締める様子の一例を示し、図７（a）は正しい使い方の例を示し、図７（ｂ）は事故の例を示す。図７は、ネジで押さえる例である。試料押さえネジを締めつける際には、１）ツール（この例においては、ドライバー）をできるだけ垂直に保つように配慮し、２）ネジの摺割りに対してドライバーがずれないように配慮し、３）軸上に押し付ける力を必要最小限に保つ配慮が必要である。
【００４５】
ツール（ドライバー）の力を掛け過ぎてしまうと、図７（ｂ）のように、試料ホルダーの先端部分を曲げてしまう事故が起こる。したがって、熟練が必要となるが、本発明の一例において、以下のように事故を最小限に防止可能な設計としている。
【００４６】
図面を参照して、本発明の試料ホルダー用台座の一実施態様を説明すれば以下の通りである。図３は、試料ホルダーを、本発明の一実施態様における試料ホルダー用台座に設置する場合の一例を示す図である。図３（a）は、試料ホルダーをセットし、試料を交換する場合の手順を概略化した図である。図３（ｂ）は、セットし終わり、試料を固定している例を示す図である。図3中、２０は試料ホルダー、２１は試料ホルダー固定手段、２２はベース板、２３は脚、２４はパームレスト、２５はツール軸位置保持アームの支持手段、２６は枕部、２７はツール軸位置保持アーム、２８はツール、２９は手順１、３０は手順２、３１は手順３、３２は手順４を、それぞれ示す。
【００４７】
この実施態様においては、ツール軸位置保持アーム以外に、枕部、パームレスト等を含んだ態様であるが、これらはあっても無くても良い。まず、手順に従って説明すると、手順1（図3中、２９の矢印）において、試料ホルダー２０を、試料ホルダー固定手段２１に設置する。図では、試料ホルダー固定手段として、試料ホルダー軸受止めサドル部材２１を使用している。試料固定手段２１は、台座のベース板２２に設けられている。試料ホルダーを固定した後、手順２（図３中、３０の矢印）のように、枕部２６を台座上に設置する。枕部２６は、試料ホルダー先端部を受けることができ、好ましい態様において、高さ調整可能となっている。試料ホルダー２０のホルダー先端部の高さと枕部の高さとを調製した後、手順３（図3中の３１の矢印）のように、ツール軸位置保持アーム２７を、長手方向に対して移動させて、試料ホルダー先端部の試料装着用のネジにツールが操作できるように案内穴を誘導することができる。案内穴は、アーム２７に設けられている。
【００４８】
そして、手順４（図3中、３２の矢印）のように試料ホルダー先端部にある、試料押さえネジを締めるためのツール２８、例えばドライバーなどをツール軸位置保持アームに設けられた案内穴に誘導する。この態様においては、案内穴としているが、ツールの軸位置を安定化させることができれば、穴に限らず、クランプ等の機構でも良い。要するに、ツールのふらつきを防止できれば（ツールのふらつき防止手段を有していれば）、特に限定されるものではない。
【００４９】
図４は、本発明における試料ホルダー用台座の一例における試料交換の様子を示す図である。図4中、２０は試料ホルダー、２１は試料ホルダー固定手段、２４はパームレスト、２５はツール軸位置保持アームの支持手段、２６は枕部、２７はツール軸位置保持アーム、２８はツールを、それぞれ示す。パームレストがあるおかげで、手振れをより少なくすることが可能となる。この態様では、ツール軸位置保持アームはリトラクタブル式となっており、使用しない場合には、ツール軸位置保持アームの支持部材等に格納可能となっている。
【００５０】
図２は、試料ホルダーを受け止めるサドル部の構成図の一例を示す図である。図２（a）は、試料ホルダーを固定手段（サドル）に装着した状態の一例を示す図である。図２（ｂ）は、押し返しピストンを押し込んだ時の状態の一例を示す図である。１０はホルダー軸、１１はプランジャー、１２は押し返しピストン、１３は固定ブッシュ、１４は試料ホルダー固定手段（サドル部材）、１５は弾性部材（スプリングなど）を、それぞれ示す。
【００５１】
図３の手順１（図3中、２９の矢印）の動作において、試料ホルダー２０を試料ホルダー固定手段２１に固定する場合に、図２のような態様の固定手段においては、以下のような動作となる。すなわち、図２において、試料ホルダーがセットされると、プランジャー及びテーパー状の反対面に沿って、ホルダー軸が固定されていくが、押し返しピストンに掘られた凹部にホルダー軸１０が達すると、プランジャーのおかげで試料ホルダー２０が飛び出すのを防ぐことができる。図２（a）は、試料ホルダー固定手段に試料ホルダーがしっかり固定されている状態を示している。
【００５２】
これに対して、試料ホルダーを試料ホルダー固定手段から取り出すときには、押し返しピストンを押してあげれば、容易に試料ホルダーを取り出すことができる。図２のように試料ホルダー固定手段において、プランジャ―の向かい側の壁をテーパーにすることで、さらに容易に着脱が可能となる。押し返しピストンを押して、試料ホルダーを取り出そうとしている状態が、図２（ｂ）に示されている。
【００５３】
図５は、本発明における試料ホルダー用台座の一例と実態顕微鏡とを連携したレイアウトを示す図である。２０は試料ホルダー、２１は試料ホルダー固定手段、２２は台座のベース板、２３は脚、２４はパームレスト、２５はツール軸位置保持アームの支持手段、２６は枕部、２７はツール軸位置保持アーム、４０は顕微鏡を、それぞれ示す。台座のベース板２２の下に空間を有するので、双眼実態顕微鏡（ビノキュラー）等の足(ベース部材)を当該空間におくことができ、他の台などを使用することなしに、より容易に測定が可能となる。
【００５４】
このように、本発明の台座によれば、試料交換を安全に行えることが可能であり、複数の人為的ミスを回避することができることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
このような本発明の試料ホルダー用台座は、種々の人為的ミスにも対応可能であり、他の装置との組合せにおいても有利な効果を奏することから、広範な範囲での分野において有益であることが期待できる。
【符号の説明】
【００５６】
１    試料固定ネジ
２    試料押さえ板
３    スペーサ―
４    試料メッシュ
５    試料クレードル（試料ホルダーの先端部）
１０  ホルダー軸
１１  プランジャー
１２  押し返しピストン
１３  固定ブッシュ
１４  試料ホルダー固定手段（サドル部材）
１５  弾性部材（スプリング等）
２０  試料ホルダー
２１  試料ホルダー固定手段
２２  ベース板
２３  脚
２４  パームレスト
２５  ツール軸位置保持アームの支持手段
２６  枕部
２７  ツール軸位置保持アーム
２８  ツール
２９  手順１
３０  手順２
３１  手順３
３２  手順４
４０  顕微鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図４】
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【図６】
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