(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ホルダー保持筒のオス球体形状であるピボッド部と、ゴニオステージのメス球体形状であるピボット受け部材との間に、複数の球体からなる摺動部材を有する試料ホルダー支持装置であって、前記ピボット受け部材は、前記オス球体形状であるピボットの真円精度に則しており、かつ、前記ピボット受け部材には前記複数の球体が回転可能な孔が設置されており、前記孔内には前記球体受けブッシュを有することを特徴とする試料ホルダー支持装置。
【請求項２】
前記球体の数が、３つ以上である請求項１記載の試料ホルダー支持装置。
【請求項３】
前記球体の材質が、非磁性である請求項１又は２に記載の試料ホルダー支持装置。
【請求項４】
前記球体は、ルビー球である請求項１〜３のいずれか１項に記載の試料ホルダー支持装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の試料ホルダー支持装置を備えた電子顕微鏡鏡筒。
【請求項６】
請求項５記載の電子顕微鏡鏡筒を有する電子顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料ホルダー支持装置、及び当該試料ホルダー支持装置を有する電子顕微鏡に関し、特に、ピボット受け部材が複数の球体で構成されている試料ホルダー支持装置、及び当該試料ホルダー支持装置を有する電子顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、透過型電子顕微鏡（TEM：Transmission  Electron  Microscope）、走査透過型電子顕微鏡（STEM：Scanning  Transmission  Electron  Microscope）等の電子顕微鏡における高分解能解析が進んでおり、例えば、ナノオーダーからピコオーダーへと高分解能解析が要望されてきている。
【０００３】
従来では、ゴニオステージのピポッド部（球体構造）を、球面を有する軸受によって支持されている。例えば、軸受の姿勢を安定させ、かつ、旋回時の摩擦抵抗を小さくするために、軸受の下面の平面状部分に低摩擦剤により形成されたブッシュが固着されている試料ホルダー支持装置が知られている（特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−７９３１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のような軸受部材は、通常テフロンなどの樹脂によって形成されているが、樹脂への機械加工において、逆球面の真円加工が事実上は不可能であるという問題点を有する。つまり真円で加工できていないため、オス球体形状であるピボットとメス球体形状であるピボット受け部材との理想的なカップリング加工は不可能である。
【０００６】
さらに理想的なカップリングで作成可能であっても、当該密着面には、静止摩擦が存在し、微細駆動の際に、摩擦係数が不安定となり、駆動ムラが発生してしまうという問題点を有する。
【０００７】
したがって、静止摩擦を極力抑え、駆動ムラが少ない軸受が望まれる。しかし、このような軸受はこれまで知られていない。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題点を解決すべく、駆動ムラが少ない試料ホルダー支持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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明者は、試料ホルダー支持装置のピポッド受け部分の構成と、種々の構成の場合の駆動ムラの発生状況等について鋭意検討を行った結果、本発明を見出すに至った。
【００１０】
すなわち、本発明の試料ホルダー支持装置は、試料ホルダー保持筒のオス球体形状であるピボッド部と、ゴニオステージのメス球体形状であるピボット受け部材との間に、複数の球体からなる摺動部材を有する試料ホルダー支持装置であって、前記ピボット受け部材は、前記オス球体形状であるピボットの真円精度に則しており、かつ、前記ピボット受け部材には前記球体が回転可能となる孔が設置されており、前記孔内には前記球体受けブッシュを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の試料ホルダー支持装置の好ましい実施態様において、前記球体は、ルビー球であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の試料ホルダー支持装置の好ましい実施態様において、前記球体の数が、３つ以上であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の試料ホルダー支持装置の好ましい実施態様において、前記球体の材質が、非磁性であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の電子顕微鏡筒は、本発明の試料ホルダー支持装置を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の電子顕微鏡は、本発明の電子顕微鏡鏡筒を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の試料ホルダー支持装置によれば、ピボットの球面に則した点でピボットを受けることができるので、微細駆動の際にも、駆動ムラを軽減できるという有利な効果を奏する。また、本発明の試料ホルダー支持装置によれば、物理的摩擦係数を減らし、理想的なカップリングにより、カップリングのガタツキを排除することができ、振動が入りにくい構造とすることができるという有利な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明において適用可能な透過型電子顕微鏡の一例における基本構成の概念図を示す。
【図２】図２は、摺動部材の例として、球体を用いた場合のピボット軸受け近傍の構成図の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の試料ホルダー支持装置は、試料ホルダー保持筒のピポッド部と、ゴニオステージのピボット受け部材との間に、摺動部材を有する。当該摺動部材によって、試料ホルダー保持筒のピポッド部と、ゴニオステージのピボット受け部材との間で生じる、物理的摩擦係数を軽減することができる。すなわち、微細駆動の際に発生する駆動ムラを低減することが可能となる。摺動部材としては、軸を摺動させる部材であれば、特に限定されない。摺動部材としては、摺動用樹脂、例えば、テフロン(登録商標)、PEEK（ポリエーテル・エーテル・ケトン）、ポリアミド材、ベスペルSPシリーズ（登録商標、デュポン社）等を挙げることができる。
【００１９】
また、好ましい実施態様において、前記摺動部材が、複数の球体からなる。複数の球体を、ゴニオステージのピボット受け部材に適用して、当該複数の球体を介して、試料ホルダー保持筒のピボット部を受けることによって、より理想的なカップリングを実現することできる。
【００２０】
本発明の試料ホルダー支持装置の好ましい実施態様において、より理想的なカップリングを実現するという観点から、前記球体の数が、３つ以上である。また、好ましい実施態様において、電子顕微鏡鏡筒の高磁場路間に装着するという観点から、前記球体の材質としては、非磁性である。球体としては、硬質ガラス球、ルビー球、ガラスボール、石英（クオーツ）球、サファイヤボール、ルビーボール、セラミックボール、尖晶石球、キュービックジルコニア球、パイレックス(登録商標)ボール、シリコンボールなどのボール等を挙げることができる。硬度が得られ、耐摩耗性に富むという観点から、球体としては、ルビー球(ルビーボール)が好ましい。これらの球体は、試料ホルダー保持筒のピポッド部と、ゴニオステージのピボット受け部材との間に、設置されていれば特に限定されるものではない。
【００２１】
複数の球体の設置については特に限定されず、試料ホルダー保持筒のピポッド部と、ゴニオステージのピボット受け部材との間で生じる、物理的摩擦係数を軽減することができるように設置すれば足りる。例えば、ゴニオステージのピボット受け部材に、球体が回転可能な孔を設けて、当該孔に球体を設置することができる。
【００２２】
このように、ベアリング（3個以上の多数の球体）で、ピボット部を保持することで、ピボットの球面に則した点で受けることが可能になる。また、支持部に球体を配すことで球体自身も回転可能であるので、物理的摩擦を最小限におさえることが可能になる。このように、本発明のベアリング型（スラスト球体型、玉軸受け）を搭載してピボット構造     は、精度高い測定を行うのに種々の優れた点を有する。
【００２３】
さらに、オス球体形状であるピボットの真円精度、及びメス球体形状であるピボット受け部材の加工精度はともに高いので、オス球体形状であるピボットの真円精度に則した、メス球体形状への本発明の球体を埋設、適用することで、より理想的なカップリングを作成できる。
【００２４】
また、本発明の電子顕微鏡筒は、上述した本発明の試料ホルダー支持装置を備えたことを特徴とする。また、本発明の電子顕微鏡は、本発明の電子顕微鏡鏡筒を有することを特徴とする。このような本発明の試料ホルダー支持装置を備えた電子顕微鏡筒及び電子顕微鏡は、高分解能求める電子顕微鏡における、試料制御が向上し、Dataの質が上がるという有利な効果を奏する。
【実施例】
【００２５】
ここで、本発明の高性能透過型電子顕微鏡を用いた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】
【００２６】
実際に、摺動部材の例として、球体を用いて試作した。球体としては、ルビー球を採用した。図１は、本発明において適用可能な透過型電子顕微鏡の一例における基本構成の概念図を示す。図１中、１は真空領域部、２は電子加速電極、３は絶縁ガス領域、４はＸ線吸収部材、５はコンデンサー絞り（可動機構部）、６は対物絞り(可動機構部)、７は視野制限絞り（可動機構部）、８は第２中間結像レンズ、９は投影レンズ、１０は観察ガラス窓、１１は蛍光スクリーン、１２は画像取得用カメラ、１３はカメラ室、１４は真空仕切りバルブ、１５は第１中間結像レンズ、１６は後焦点レンズ、１７は対物（下極）レンズ、１８は対物（上極）レンズ、１９は第２収束レンズ、２０は第１収束レンズ、２１は真空仕切りバルブ、２２は絶縁硝子、２３は電子線光源（フィラメント）、２４は高電圧送ケーブル、２５は、電子線偏向子、または非点補正子用のコイル部材、２６は各収束電子レンズのコイル部材を、それぞれ示す。通常、このような電子顕微鏡に対して、試料ホルダーを挿入して、試料を観察する。
【００２７】
図２は、摺動部材の例として、球体を用いた場合のピボット軸受け近傍の構成図の一例を示す図である。図２中、３０は球体（例えば、ルビー球）など摺動部材を組み込む孔、３１はα回転軸、３２はホルダー長手方向用摺動ローラ、３３は摺動部材（例えば、ルビー球）、３４は摺動部材抑えブッシュ、３５は真空保持用Ｏリング、３６はピボット中心軸線、３７はピボット軸、３８はホルダー軸、３９はピボット軸受け、４０は電子顕微鏡の鏡筒を、それぞれ示す。
【００２８】
図２に示すように、試料ホルダー保持筒のピボット部と、ゴニオステージのピボット受け部材との間に、摺動部材として、ルビー球３３が設置されている。ルビー球３３は、ルビー球抑えブッシュ３４により、ピボット部の真円加工の仕上がり状態に応じた、理想的なカップリングを実現している。このような球体受けにより、ピボット部を保持することにより、ピボットの球面に則した点でピボットを受けることができる。また、球体自体も回転可能であるので、物理的摩擦を最小限に抑えることができる。
【００２９】
このように、試料ホルダー保持筒のピボット部と、ゴニオステージのピボット受け部材との間に、摺動部材を用いると、物理的摩擦係数を軽減することができ、理想的なカップリングにより、カップリングのガタを排除することができる。したがって、当該部位による振動が入りにくい構造を確保でき、ひいては、より精度が高い電子顕微鏡観察を提供することができ、高分解が求められる電子顕微鏡では、試料制御が向上し、データの質が向上する。
【００３０】
実際に、本発明の試料ホルダー支持装置を電子顕微鏡に用いた結果、高精度な電子顕微鏡観察が可能であることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
このような本発明の試料ホルダー支持装置を備えた電子顕微鏡筒及び電子顕微鏡は、高分解能求める電子顕微鏡における、試料制御が向上し、Dataの質を向上させることが可能であり、広範な範囲での分野において有益である。
【符号の説明】
【００３２】
１      真空領域部
２      電子加速電極
３      絶縁ガス領域
４      Ｘ線吸収部材
５      コンデンサー絞り（可動機構部）
６      対物絞り(可動機構部)
７      視野制限絞り（可動機構部）
８      第２中間結像レンズ
９      投影レンズ
１０    観察ガラス窓
１１    蛍光スクリーン
１２    画像取得用カメラ
１３    カメラ室
１４    真空仕切りバルブ
１５    第１中間結像レンズ
１６    後焦点レンズ
１７    対物（下極）レンズ
１８    対物（上極）レンズ
１９    第２収束レンズ
２０    第１収束レンズ
２１    真空仕切りバルブ
２２    絶縁硝子
２３    電子線光源（フィラメント）
２４    高電圧送ケーブル
２５    この印は、電子線偏向子、または非点補正子用のコイル部材を示す
２６    この印は、各収束電子レンズのコイル部材を示す
３０    球体（例えば、ルビー球）など摺動部材を組み込む孔
３１    α回転軸
３２    ホルダー摺動用ローラ
３３    摺動部材（例えば、ルビー球）
３４    摺動部材抑えブッシュ
３５    真空保持用Ｏリング
３６    ピボット中心軸線
３７    ピボット軸
３８    ホルダー軸
３９    ピボット軸受け
４０    電子顕微鏡  鏡筒
【図１】
0005939814.tif 000002
【図２】
0005939814.tif 000003