(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で試料を回転できる試料ホルダーを提供する。【解決手段】試料装着部位２と試料ホルダー先端部１５との間にあるプーリー８と、プーリー８を固定するプーリー軸９と、試料ホルダーへ動力を伝える駆動力伝達源１３と、引きバネ６とからなる試料ホルダーにおいて、駆動力伝達源１３と引きバネ６とを伝達部材１１を通じて連結し、試料装着部位２を回転する。さらに、押返しローラー４により伝達部材１１を押圧する。【選択図】図１
2015195123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転試料台と、前記回転試料台よりも試料ホルダー軸先端側に存在するプーリーと、前記プーリーを固定する固定部材と、前記回転試料台へ動力を伝える駆動力伝達源と、弾性部材とからなる試料ホルダーであって、前記駆動力伝達源と前記弾性部材とを伝達部材を通じて連結し、前記伝達部材の動きに応じて前記回転試料台が回転することを特徴とする試料ホルダー。
【請求項２】
さらに、ローラーを有し、前記ローラーが前記伝達部材を押圧することを特徴とする請求項１記載の試料ホルダー。
【請求項３】
前記回転試料台は、カートリッジ式である請求項１又は２項に記載の試料ホルダー。
【請求項４】
前記固定部材は、前記カートリッジの位置決めも行う請求項３記載の試料ホルダー。
【請求項５】
前記弾性部材は、バネである請求項１〜４項のいずれか１項に記載の試料ホルダー。
【請求項６】
前記伝達部材は、少なくとも２つの異なる材質からなる請求項１〜５項のいずれか1項に記載の試料ホルダー。
【請求項７】
前記伝達部材のうち、前記プーリーに接する部分の部材は、それ以外の部材より軟質である請求項１〜６項のいずれか１項に記載の試料ホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料ホルダーに関し、特に、回転機構を有する試料ホルダーに関する。
【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】
当該試料クレードル部を、例えば、β傾斜させたい場合、モーターを回転させて、駆動軸(制御棒)を動かし、最終的に試料クレードル部を傾斜させる方法がある。また、フレームが導入棒に保持された状態において、てこ体が駆動棒に押された回動し、てこ体の回動により薄板が回動するように構成されることにより、試料を傾斜させることが可能な試料ホルダーが知られている（特許文献１）。
【０００４】
また、5軸制御型のＧｏｎｉｏ仕様の試料ホルダーの例として、図３に示すものが知られている。図3中、３１はＴＥＭ試料装着部位、３２はベルトの固定部、３３はベルト駆動連結部材、３４はジョイント、３５はローテーション試料台、３６は突っ張り部材、３７は伝達ベルト、３８はプーリー軸、３９はプーリー、４０はホルダー軸、４１は駆動力伝達軸、４２は電子線光軸を、それぞれ示す。また、Ｘ駆動が独立して試料ホルダー先端から駆動されるＧｏｎｉｏ仕様の試料ホルダーの例として、図4に示すものが知られている。図4中、３１はＴＥＭ試料装着部位、３２はベルトの固定部、３３はベルト駆動連結部材、３４はジョイント、３５はローテーション試料台、３６は突っ張り部材、３７は伝達ベルト、３８はプーリー軸、３９はプーリー、４０はホルダー軸、４１は駆動力伝達軸、４２は電子線光軸、４３はＸ軸駆動受けルビー、４４は試料台軸受け板を、それぞれ示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０４−２０６３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術のような試料ホルダーを含め、既存の試料ホルダーにおいては、試料クレードル部の回転をさせる場合に、少なくとも２つのプーリーを必要としていた。また、一つのプーリーは、通常試料台を兼ねているため、事実上取り外しが不可能であった。さらにまた、プーリー間は、糸状部材で連結されている関係上、当該糸がたるんだ場合には、リニア駆動による試料観察は不可能であるという問題点を有する。すなわち、プーリー間の糸がたるまないように、常に微調整が要求されていた。したがって、リニア駆動による試料観察を簡便に提供し得る試料ホルダーが望まれている。しかし、このようなリニア駆動を簡便に提供し得る回転機構を有する試料ホルダーはこれまで存在しない。
【０００７】
そこで、上記問題点を解決すべく、本発明は、試料のリニア駆動を簡便に提供可能な試料ホルダー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】
【０００８】
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の回転機構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。
【０００９】
すなわち、本発明の試料ホルダーは、回転試料台と、前記回転試料台よりも試料ホルダー軸先端側に存在するプーリーと、前記プーリーを固定する固定部材と、前記回転試料台へ動力を伝える駆動力伝達源と、弾性部材とからなる試料ホルダーであって、前記駆動力伝達源と前記弾性部材とを伝達部材を通じて連結し、前記伝達部材の動きに応じて前記回転試料台が回転することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、さらに、ローラーを有し、前記ローラーが前記伝達部材を押圧することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記回転試料台は、カートリッジ式であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記固定部材は、前記カートリッジの位置決めも行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記弾性部材は、バネであることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記伝達部材は、少なくとも２つの異なる材質からなることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記伝達部材のうち、前記プーリーに接する部分の部材は、それ以外の部材より軟質であ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によれば、簡便な試料ホルダーにより、試料を360°回転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】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施態様における試料ホルダーの概念図を示す図である。
【図２】図２は、本発明の一実施態様における試料ホルダーの概念図を示す図である。
【図３】図３は、従来のローテーションホルダーの概念図を示す図である。
【図４】図４は、従来のローテーションホルダーの概念図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の試料ホルダーは、回転試料台と、前記回転試料台よりも試料ホルダー軸先端側に存在するプーリーと、前記プーリーを固定する固定部材と、前記回転試料台へ動力を伝える駆動力伝達源と、弾性部材とからなる試料ホルダーであって、前記駆動力伝達源と前記弾性部材とを伝達部材を通じて連結し、前記伝達部材の動きに応じて前記回転試料台が回転することを特徴とする。回転試料台は、プーリー状となっており、前記伝達部材の動きに応じて回転可能であれば足り、特に限定されるものではない。例えば、回転試料台には、プーリーのように、円周方向に溝を有し、当該溝を通じて前記伝達部材の動きを回転試料台へ伝えることができる。また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、良好な作業性、事故等をより回避するという観点から、前記回転試料台は、カートリッジ式である。すなわち、TEM試料の装着は、大変神経を注ぐ作業で、もし装着で失敗したら、それまでの試料作成プロセスの苦労が水の泡となる。Holder軸から取り外せるカートリッジ化した試料台であれば、机に上で落ち着いた環境下で、カートリッジ化した試料台へ安全に試料を装置可能である。その後、Holderにドッキングさせる事が出来れば、Userの利便性は大幅に向上される。Holderに直接、試料を取りつける場合は、Holder自体は座りが悪い構造であるので、通常は、何らかのHolder専用台に乗せて、座らせている。そうなると、試料取り付け位置は、机からの天板面から少なくと数センチ浮いたところでの作業となるため、その分作業性が悪く、事故・エラーを招く確立は上がることになる。カートリッジ式とすれば、より効率的な作業を確保することができる。
また、試料台部が、カートリッジ式であれば、複数のカートリッジ式試料台として、複数準備できるので、次に観察する試料を、第一Userが当該Holderを用いて、電子顕微鏡で観察中であっても、第二のUserは、オフライン的に試料の取り付け準備が出来る。したがって、装置運用効率の観点からも、大幅にスループットが改善可能となるという利点を有する。
【００１９】
また、プーリーは、前記回転試料台よりも試料ホルダー軸先端側に存在すれば足り、特に限定されない。先端とすると、より簡便な回転試料台を設置でき、カートリッジ式にも容易に対応可能となる。構図的には、先端にプーリー、プーリーと駆動力伝達源との間に、回転試料台を設置することができる。
【００２０】
プーリーを固定する固定部材に関しても、プーリーを固定できれば足り、特に限定されない。また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記固定部材は、前記カートリッジの位置決めも行うことができる。
【００２１】
また、前記回転試料台へ動力を伝える駆動力伝達源は、回転試料台へ動力を伝えることが可能であれば足り、特に限定されるものではない。例えば、駆動力伝達部材としては、アクチュエーター、直動アクチュエーター等を挙げることができる。
【００２２】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、さらに、ローラーを有し、前記ローラーが前記伝達部材を押圧することを特徴とする。このローラーの構造は、一見従来のストレッサーと類似するが、目的が異なる。少なくとも２つのプーリーを必須とする従来においては、プーリー間をつなぐワイヤーはRing状（ループ）で、当該ワイヤーを2個のローラープーリーに掛けて使用する。すなわち、従来においては、一般的なベルトドライブとして機能している。したがって、従来においては、ベルト弛みを排除するために、リテーナー（ストレッサ―）が必要であった。または、2個のローラープーリーの内、どちらか1個のローラープーリーの軸を引っ張って、ワイヤーを張っていた。
【００２３】
これに対して、本発明におけるローラー、例えば、図１の押し返しローラーの目的は、試料回転台のプーリーの面とワイヤー面とが少しでも接する面積を増やす目的である。すなわち、スリップを減らす目的であり、従来のたるみ防止とは異なる。なお、当該ローラーは、有っても無くてもよいが、有れば、ベルト（ロッド）の支持の役目を持ち、さらに、ワイヤーの共振を止める事にも寄与することが可能である。
【００２４】
また、伝達部材について、弛みや張りすぎが出ないように調整できるが、Holderを外に置いている段階では、室温の状態に置かれている。電顕に装着すると、電顕筐体の温度の雰囲気下となる。当該温度差は、少なくとも20℃程度あるので、燐青銅箔のリボンが温度上昇で、伸びてしまう場合がある。かかる場合にも、ローラーは有効に働く利点を有する。
【００２５】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記弾性部材は、バネ、スプリングを挙げることができる。バネ、スプリングの形状等については特に問われず、真空外領域から真空領域へ熱を伝えにくくできれば特に限定されない。例えば、板バネ、押しばね（コイルばね）、捻りバネ、円錐コイルバネ等を挙げることができる。Holder軸部材に仕込める空間的制約という観点から、好ましくは、弾性部材として、引きバネ、コイル式引きバネ等を使用することができる。
【００２６】
前記伝達部材としては、非磁性材料で、電子線が当たってもチャージアップやガスが出ない事という観点から、燐青銅の薄板リボン等を挙げることができる。
【００２７】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記伝達部材は、少なくとも２つの異なる材質からなることを特徴とする。リボン動きを、カートリッジ式試料台の軸回転運動にキッチリと伝達させるため、固いほうが良いが、プーリー部と絡み合うR部のリボン部は、R形状曲がりやすく、形状の癖が残らない柔軟な材料が好ましい。
【００２８】
また、本発明の試料ホルダーの好ましい実施態様において、前記伝達部材のうち、前記プーリーに接する部分の部材は、それ以外の部材より軟質であることを特徴とする。軟質の部材については、細くて柔軟で、強度が高い物ならば何でも良いが、最低限の要素は、アウトガスが出にくい材料であるべきである。したがって、ボリエチレン製撚糸、フロロカーボン系の釣り糸、ワイヤーなどを挙げることができる。そのほかの釣り糸の材料には、ナイロン製もあり、歴史的には主流の素材であるので、これらも使用可能である。ただし非導電性の釣り糸を用いる場合、チャージアップさせないように、直接電子線が当たらない構造にしなければならない。または、対チャージアップの手法として、釣り糸をカーボンコーティングして導電性を与える手段も実施可能である。
【００２９】
また、硬質の伝達部材としては、非磁性材料で、電子線が当たってもチャージアップやガスが出ない事という観点から、燐青銅の薄板リボン等を挙げることができる。なお丈夫さの観点であれば、Holder先端の微細なサイズであるので、切れない程度で、特にｍNレベルに耐えれば十分である。 
【実施例】
【００３０】
ここで、本発明の試料ホルダーの一実施例を図面を参照して説明するが、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】
【００３１】
図面を参照して、本発明の試料ホルダーの一実施態様を説明すれば以下の通りである。
【００３２】
図１は、本発明の一実施態様における試料ホルダーの概略図を示す図である。
図1中、１はプーリー兼カートリッジ位置決めＡ、２はＴＥＭ試料装着部位、３はカートリッジ位置決めＢ、４は押返しローラー、５はベルト掛けフック、６は引きバネ、７はバネポストピン、８はプーリー、９はプーリー軸、１０はカートリッジ式ローテーション試料台、１１は伝達部材、１２aは伝達部材引っ張りフック、１３は駆動力伝達軸、１４はホルダー軸、１５はフレーム部位(ホルダー先端部)、１６は光軸、１７は組み付けネジ、１８は押返しローラー、１９aはベルト掛けフック、２０は引きバネ、２１はバネポストピンを、それぞれ示す。
【００３３】
図１の一実施態様における本発明の試料ホルダーにおいては、回転試料台は、カートリッジ式ローテーション試料台１０であるが、カートリッジ式でなくてもよい。また、前記回転試料台よりも試料ホルダー軸先端側に存在するプーリーは、ここでは、プーリー８である。前記プーリーを固定する固定部材は、ここでは、カートリッジ位置決めとプーリー押しと兼用となっているが、兼用ではなく、個別にカートリッジ位置決め固定手段を用いてもよい。また、前記回転試料台へ動力を伝える駆動力伝達源は、ここでは、アクチュエーター(図示せず)などによって駆動力を伝達することできる。弾性部材は、図１では、引きバネとなっているが、これに限定されない。伝達部材は、例えば、非磁性の伝達ベルトを用いることできる。前記駆動力伝達源と前記弾性部材とを伝達部材を通じて連結し、前記伝達部材の動きに応じて前記回転試料台を回転させることができる。
【００３４】
伝達ベルト引張フック１２aと、ベルト掛けフック５との間を伝達ベルトでつなぐ。この時ローテーション試料台の円周外側方向に伝達ベルトが接し、プーリー８を介して、伝達ベルト引張フック１２aと、ベルト掛けフック５との間を伝達ベルトが繋いでいる。伝達ベルトは、引きバネ６などの弾性部材により、引っ張り応力がかけられている状態である。駆動力伝達軸からの駆動により、試料ホルダーの取手(図示せず。試料ホルダーの先端部と反対側が取手側。)方向へ駆動すると、伝達ベルトを通じて、当該伝達ベルトとかみ合うローテーション試料台が回転を始める。所望の回転角での観察を終えると、駆動力伝達軸からの前記駆動と反対の駆動力により、今度はローテーション試料台は逆回転して、所望の観察を提供することができる。
【００３５】
なお、ここでは、押し返しローラー４が備わっており、試料回転台のプーリーの面とワイヤー面とが少しでも接する面積を増やし、スリップを減らし、かつ、ワイヤー、伝達ベルト等の伝達部材の共振を止める事にも寄与することが可能である。
【実施例２】
【００３６】
次に、伝達部材のうち、前記プーリーに接する部分の部材は、それ以外の部材より軟質である場合の一例における本発明の試料ホルダーの実施態様について、図２を参照しながら説明すると以下のようである。
【００３７】
図２は、本発明の一実施態様における試料ホルダーの概略図を示す図である。
図２中、１はプーリー兼カートリッジ位置決めＡ、２はＴＥＭ試料装着部位、３はカートリッジ位置決めＢ、４は押返しローラー、５はベルト掛けフック、６は引きバネ、７はバネポストピン、８はプーリー、９はプーリー軸、１０はカートリッジ式ローテーション試料台、１２ｂは伝達部材引っ張りフック、１３は駆動力伝達軸、１４はホルダー軸、１５はフレーム部位(ホルダー先端部)、１６は光軸、１７は組み付けネジ、１８は押返しローラー、１９ｂはベルト掛けフック、２０は引きバネ、２１はバネポストピン、２２は伝達部材（軟質区間）、２３は伝達部材(硬質区間)を、それぞれ示す。
【００３８】
図１の態様と異なる部分は、伝達部材のうち、前記プーリーに接する部分の部材は、それ以外の部材より軟質である点である。軟質についての説明は上述した通りである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
より高性能な試料分析を行う上で、試料台を回転させながらの観察は非常に重要であることから、本発明の試料ホルダーは、広範な範囲での分析評価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】
【００４０】
１    プーリー兼カートリッジ位置決めＡ、
２    ＴＥＭ試料装着部位
３    カートリッジ位置決めＢ
４    押返しローラー
５    ベルト掛けフック
６    引きバネ
７    バネポストピン
８    プーリー
９    プーリー軸
１０  カートリッジ式ローテーション試料台
１１  伝達部材
１２a、b    伝達部材引っ張りフック
１３  駆動力伝達軸(駆動力伝達源)
１４  ホルダー軸
１５  フレーム部位(ホルダー先端部)
１６  光軸
１７  組み付けネジ
１８  押返しローラー
１９a ベルト掛けフック
２０  引きバネ
２１  バネポストピン
２２  伝達部材（軟質区間）
２３  伝達部材（硬質区間）
３１  ＴＥＭ試料装着部位
３２  ベルトの固定部
３３  ベルト駆動連結部材
３４  ジョイント
３５  はローテーション試料台
３６  突っ張り部材
３７  伝達ベルト
３８  プーリー軸
３９  プーリー
４０  ホルダー軸
４１  駆動力伝達軸
４２  電子線光軸
４３  Ｘ軸駆動受けルビー
４４  試料台軸受け板
【図１】
2015195123.tif 000003
【図２】
2015195123.tif 000004
【図３】
2015195123.tif 000005
【図４】
2015195123.tif 000006