(57)【要約】【課題】  本発明は、安全に試料交換が可能な試料ホルダー先端部を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の試料ホルダー先端部は、試料設置台座と、試料を載せるための試料メッシュと、前記試料メッシュを押える試料押さえ部と、前記試料押さえ部をクランプするクランプ部と、からなることを特徴とする。また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記試料押さえ部が、リング形状であることを特徴とする。また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記試料押さえ部の側面において、テーパー又は凸部を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料設置台座と、試料を載せるための試料メッシュと、前記試料メッシュを押える試料押さえ部と、前記試料押さえ部をクランプするクランプ部と、からなる試料ホルダー先端部。
【請求項２】
前記試料押さえ部が、リング形状であることを特徴とする請求項１記載の試料ホルダー先端部。
【請求項３】
前記試料押さえ部の側面において、テーパー又は凸部を有する請求項１又は２項に記載の試料ホルダー先端部。
【請求項４】
前記試料押さえ部が、そろばん玉状のリング形状である請求項２又は３項に記載の試料ホルダー先端部。
【請求項５】
前記クランプ部が、前記試料押さえ部の側面部のテーパー又は凸部を利用して、クランプする請求項１〜４項のいずれか１項に記載の試料ホルダー先端部。
【請求項６】
前記クランプ部が、弾性部材からなる請求項１〜５項のいずれか１項に記載の試料ホルダー先端部。
【請求項７】
前記クランプ部が、スプリングピンであることを特徴とする請求項１〜６項のいずれか１項に記載の試料ホルダー先端部。
【請求項８】
前記試料押さえ部が、当該試料押さえ部を試料ホルダー先端部から脱着するための脱着手段を有する請求項１〜７項のいずれか１項に記載の試料ホルダー先端部。
【請求項９】
前記脱着手段が、リング状部材の内径側に配置した溝である請求項８記載の試料ホルダー先端部。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の脱着手段に対応した、試料押さえ部を脱着するための脱着ツール。
【請求項１１】
請求項１〜９項のいずれか１項に記載の試料ホルダー先端部と、請求項１０記載の脱着ツールと、からなるキット。
【請求項１２】
請求項１〜９項のいずれか１項に記載の試料ホルダー先端部からなる試料ホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料ホルダー先端部、及び前記試料ホルダー先端部を有する試料ホルダーに関し、特に、特有の試料押え手段を有する試料ホルダー先端部、及び前記試料ホルダー先端部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】
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、コンパクトな設計で、試料装着手段の簡素化が望まれている。
【００１０】
そこで、上記問題点を解決すべく、本発明は、コンパクトな設計が可能であり、試料装着が簡易に可能な試料ホルダー先端部、及び前記試料ホルダー先端部を有する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】
【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先端部は、試料設置台座と、試料を載せるための試料メッシュと、前記試料メッシュを押える試料押さえ部と、前記試料押さえ部をクランプするクランプ部と、からなることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記試料押さえ部が、リング形状であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記試料押さえ部の側面において、テーパー又は凸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先端部の好ましい実施態様において、前記試料押さえ部が、そろばん玉状のリング形状であることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記クランプ部が、前記試料押さえ部の側面部のテーパー又は凸部を利用して、クランプすることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記クランプ部が、弾性部材からなることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記クランプ部が、スプリングピンであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記試料押さえ部が、当該試料押さえ部を試料ホルダー先端部から脱着するための脱着手段を有することを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記脱着手段が、リング状部材の内径側に配置した溝であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の脱着ツールは、本発明の試料ホルダー先端部の脱着手段に対応した、試料押さえ部を脱着するための脱着ツールであることを特徴とする。
【００２２】
本発明のキットは、本発明の試料ホルダー先端部と、本発明の脱着ツールと、からなることを特徴とする。
【００２３】
本発明の試料ホルダーは、本発明の試料ホルダー先端部からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
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】
【００２５】
【図１】図１（a）は、本発明の一実施態様における試料ホルダー先端部を用いた場合の試料を取り付ける様子を示す断面図である。図1(b)は、本発明の一実施態様における試料ホルダー先端部を用いた場合の試料取り付け完了後の断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の一実施態様における試料ホルダー先端部を示す図である。
【図３】図３（a）は、従来の標準的なクレードルを示す図である。図３（ｂ）は、本発明の一実施態様におけるクレードルを示す図である。
【図４】図４は、従来の試料押さえ板と固定ネジを用いるクレードルの模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の試料ホルダー先端部は、試料設置台座と、試料を載せるための試料メッシュと、前記試料メッシュを押える試料押さえ部と、前記試料押さえ部をクランプするクランプ部と、からなる。試料設置台座は、試料を載せる台座である。通常は、試料設置台座の上に試料メッシュを載せ、前記試料メッシュ上に試料を載せる。前記試料メッシュは、顕微鏡に供する場合に、固定されるのが通常である。従来においては、一般に試料メッシュは、試料押さえ板を介して、ネジ等により、試料設置台座へ固定されていた。本発明においては、試料メッシュを押える試料押さえ部と、前記試料押さえ部をクランプするクランプ部とからなる。試料押さえ部の少なくとも一部と、クランプ部の少なくとも一部とは、試料押さえ部とクランプ部とが互いに固定できるような固定手段を有している。
【００２７】
好ましい実施態様において、前記試料押さえ部が、リング形状であることを特徴とする。コストを考えず、理論的な形状であれば、C型のリング、星型のリング、糸巻き型リングなど異形リング等でも適用可能である。また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記試料押さえ部の側面において、テーパー又は凸部を有することを特徴とする。当該テーパー面を利用して、クランプ部側に溝を設けて、試料押さえ部が固定可能なように設計することができる。試料押さえ部の側面がテーパーである一例として、好ましい実施態様において、前記試料押さえ部が、そろばん玉状のリング形状である。このようにテーパー面を有すると、クランプ部との脱着が容易に可能となる利点を有する。
【００２８】
また、凸部を利用して、クランプ部側に凹部を設けて、試料押さえ部が固定可能なように設計することもできる。このような設計によれば、ネジ等の部材がなくても、試料押さえ部を試料ホルダーへ固定することができる。
【００２９】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記クランプ部が、弾性部材からなることを特徴とする。クランプ部を弾性部材とすることで、前記試料押さえ部の取り外し、脱着がより容易となるという利点を有する。どのような機構でクランプ可能とするかは特に限定されないが、例えば、試料押さえ部の少なくとも一部又は全部と、クランプ部の少なくとも一部又は全部とが、かみ合うような構造、引っかかる構造等とすることで、試料押さえ部を固定可能である。かみ合うか、又は引っ掛かるような構造は、試料押さえ部と、クランプ部との接触面で行うことができ、例えば、試料押さえ部が、リング形状であれば、当該リング形状の外周面と、クランプ部との間でかみ合う構造又は引っ掛かる構造等によって固定できればよいことになる。
【００３０】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記クランプ部が、スプリングピンであることを特徴とする。好ましい態様において、クランプ部がスプリングピンの場合、試料押さえ部が、テーパーを有するリング形状であれば、前記テーパーを部分を利用して、試料押さえ部とクランプ部との脱着がより容易に可能となる。すなわち、クレードルに棒状のスプリングピンを配することで、当該スプリングピンを利用して、リングの外周に設けてある山形の突起が収まり、クランプ可能となる。山形の突起は、そろばん玉状のリング形状を使用した場合には、そろばん玉状突起となるので、当該そろばん玉状突起が、前記スプリングピンへ引っ掛かり固定することができる。
【００３１】
以下の実施例ではスプリングピン２本で、試料押さえリングの２点を押える構造であるが、1点、２点もしくは３点、又はそれ以上で、試料押さえリングを保持できれば、形状は特に限定されない。つまり、内径側が、試料押さえリングの外形より一旦は広がり、試料押さえリングの通せる内径まで拡張可能であり、かつ、可塑的（バネ的要素）に、自由状態の内径に収縮する異形リング形状であれば、実現可能である。
【００３２】
また、本発明の試料ホルダー先端部の好ましい実施態様において、前記試料押さえ部が、当該試料押さえ部を試料ホルダー先端部から脱着するための脱着手段を有することを特徴とする。これは、試料押さえ部の脱着を容易にするためのものである。脱着手段は、顕微鏡での観察に邪魔をしなければ特に限定されるものではない。好ましい態様として、前記脱着手段が、リング状部材の内径側に配置した溝であることを特徴とする。当該溝へ冶具を引っ掛けて、クレードルに対して装着または、取り外し等をより容易にすることが可能である。
【００３３】
また、本発明の脱着ツールは、本発明の試料ホルダー先端部の脱着手段に対応した、試料押さえ部を脱着するための脱着ツールである。すなわち、例えば、脱着手段が溝である場合、当該溝に引っ掛かるような専用のコレットを有する脱着ツール等を挙げることができる。試料押さえ部が、リング形状である場合、試料押さえ部筒内径側に溝に引っ掛けることが可能なリング状のコレットを有する脱着ツールとすることができる。
【００３４】
本発明のキットは、本発明の試料ホルダー先端部と、本発明の脱着ツールと、からなることを特徴とする。本発明の試料ホルダー先端部については、上述したものを挙げることができる。また、本発明の脱着ツールとしても、上述したものを挙げることができる。
【００３５】
本発明の試料ホルダーは、本発明の試料ホルダー先端部からなることを特徴とする。試料ホルダー先端部については、上述したものを例示することができる。
【実施例】
【００３６】
ここで、本発明の試料ホルダー先端部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】
【００３７】
図面を参照して、本発明の試料ホルダー先端部の一実施態様を説明すれば以下の通りである。
【００３８】
図１（a）は、本発明の一実施態様における試料ホルダー先端部を用いた場合の試料を取り付ける様子を示す断面図である。図1(b)は、本発明の一実施態様における試料ホルダー先端部を用いた場合の試料取り付け完了後の断面図を示す。図１中、１は脱着ツールであり、この例では、試料押さえリング取付冶具である。試料押さえリングを保持したコレットの状態を示している。２は試料押さえ部であり、この例では、試料押さえリングである。３は試料メッシュ、４は試料ホルダー軸部、５は試料押さえ部を脱着するための脱着手段(この場合は溝)、６は試料設置台座(クレードル本体)、７はクレードル傾斜を与えるリンク、８はクレードル支持ピボットピン、９は試料ホルダー先端（ピボット支持フレーム部）を、それぞれ示す。１０は脱着ツールであり、この例では、試料押さえリング取付冶具を示す。コレットの拡張をしていない平常状態を示している。１１は試料押さえリング取り付け冶具のコレット部開き機構のロッドを示す。
【００３９】
従来では、試料メッシュをネジで固定するのが主流であったが、図１の例では、リングで固定している。試料押さえリング2の内側に形成された溝５に、試料押さえリング取付冶具のコレットが拡張して、コレット部が溝に上手く入り込んで、リング２を保持している。図1の例では、コレットの拡張は、ロッド１１を取付冶具１へ押し込むことにより広がる機構となっている。ロッド１１を引き抜くと、図１（ｂ）のような状態となる。
【００４０】
コレットを拡張して、リング２を保持した状態で、試料メッシュ３を挟んで、試料ホルダー先端部へ試料メッシュを固定することができる。試料設置台座６までリング２を誘導したら、ロッド１１を引き抜くことで、コレットが狭まり、リング２と取付冶具との固定を解除する。リング２は、クランプ部によりクランプされて試料ホルダー先端部へ固定される。
【００４１】
図２は、本発明の一実施態様における試料ホルダー先端部を示す図である。図2中、２０は脱着ツール（試料押さえリング取付冶具）、２１は試料押さえリング取付冶具のコレット部、２２は試料押さえ部（試料押さえリング）、２３は試料メッシュ、２４はクランプ部（試料押さえリングのクランプ棒バネ）、２５は試料設置台座、２６はピボット支持フレーム部、２７はクレードル支持ピボットピン、２８は試料押さえリング取り付け冶具のコレット部開き機構のロッド、２９はクレードルの傾斜の力点受け部、３０はクレードル傾斜を与えるリンク、３１は押し返しバネ板、３２は試料ホルダー軸部を、それぞれ示す。
【００４２】
図２のように取付冶具２０をリングに挿入し、ロッド２８を押し込むと、コレット部２１が拡張して、リング２２内の溝に首尾よくはまり、リング２２と取付冶具２０が一瞬一体化する。取付冶具２０がリング２２を固定した状態で、試料メッシュ２３を介して試料ホルダー先端部へ固定する。リング２２に設けたテーパーのおかげでクランプ部２４にかみ合い、リング２２が試料ホルダー先端部へ固定される。図２の態様においては、リング２２とクランプ部２４とを2か所で固定しているが、１か所、又は複数個所で固定してもよい。
【００４３】
本発明の効果の一例を、図３及び図４を用いて説明すれば、以下の通りである。図３（a）は、従来の標準的なクレードルを示す図である。図３（ｂ）は、本発明の一実施態様におけるクレードルを示す図である。図４は、従来の試料押さえ板と固定ネジを用いるクレードルの模式図を示す。図３（a）を拡大したものが、図４である。図３及び４中、４０は試料押さえ用固定ネジ、４１はβ傾斜可動範囲、４２はβ傾斜ピボット位置、４３は対物レンズ上極ポールピース、４４は試料押さえ板、４５は傾斜駆動力点用リンク部、４６は試料クレードル、４７は対物レンズ下極ポールピースを、それぞれ示す。
【００４４】
従来のクレードルにおいては、ネジ４０等の存在により、β傾斜可動範囲が限定されてしまっているのが図から分かる。これに対して、本発明の試料ホルダー先端部においては、厚みも幅もよりコンパクトな設計となり、β傾斜可動範囲が大きく拡大されていて、試料からより多くの情報が得られることが予想されるが、実際に、本発明の試料ホルダー先端部を備えた試料ホルダーは、図３（ｂ）のように、β傾斜可動範囲が拡大されて、試料からより多くの情報を得ることが可能となることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
このような本発明の試料ホルダー先端部は、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】
【００４６】
１    脱着ツール（試料押さえリング取付冶具。（試料押さえリングを保持したコレットの状態））
２    試料押さえ部（試料押さえリング）
３    試料メッシュ
４    試料ホルダー軸部
５    試料押さえ部を脱着するための脱着手段(溝)
６    試料設置台座(クレードル本体)
７    クレードル傾斜を与えるリンク   
８    クレードル支持ピボットピン
９    試料ホルダー先端（ピボット支持フレーム部）
１０  脱着ツール（試料押さえリング取付冶具。（コレットの拡張としていない平常状態））
１１  試料押さえリング取り付け冶具のコレット部開き機構のロッド
２０  脱着ツール（試料押さえリング取付冶具）
２１  試料押さえリング取付冶具のコレット部
２２  試料押さえ部（試料押さえリング）
２３  試料メッシュ
２４  クランプ部（試料押さえリングのクランプ棒バネ）
２５  試料設置台座
２６  ピボット支持フレーム部
２７  クレードル支持ピボットピン
２８  試料押さえリング取り付け冶具のコレット部開き機構のロッド
２９  クレードルの傾斜の力点受け部
３０  クレードル傾斜を与えるリンク
３１  押し返しバネ板
３２  試料ホルダー軸部
４０  試料押さえ用固定ネジ
４１  β傾斜可動範囲
４２  β傾斜ピボット位置
４３  対物レンズ上極ポールピース
４４  試料押さえ板
４５  傾斜駆動力点用リンク部
４６  試料クレードル
４７  対物レンズ下極ポールピース
【図１】
2013229113.tif 000003
【図２】
2013229113.tif 000004
【図３】
2013229113.tif 000005
【図４】
2013229113.tif 000006