JP2001174370A - サンプル供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サンプルを複数個装着し、制御手段を用いて
自動的に交換可能な構成として作業性の効率化を図った
サンプル供給装置を提供する。 【解決手段】 チャンバ１ａ内の所定の箇所からチャン
バの外側に出し入れ自在に設けられたサンプル導入手段
１０と、このサンプル導入手段がチャンバの外側に位置
した状態で測定すべきサンプルを複数個載置したサンプ
ルトレー２１を供給するサンプル供給装置であって、前
記チャンバ外に配置され前記サンプルトレーの複数個を
保管するサンプルトレー保管手段２２と、前記サンプル
導入手段がチャンバの外側に位置した状態で、測定が完
了したサンプルトレーと未測定のサンプルが載置された
サンプルトレーを交換するサンプルトレー交換手段を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばマイクロ波誘導
プラズマ（以下「ＭＩＰ」という）を利用した元素分析
計のプラズマ発生部にサンプル（パ―ティクル）を供給
するためのサンプル供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】はじめに本発明のサンプル供給装置が適
用される元素分析計について、簡単に説明する。元素分
析計はディスパ―サ及びアナライザから構成されてい
る。ディスパ―サとしては、プラズマ発生部にサンプル
を供給する装置（特開平４−５５５４号公報参照）が、
アナライザとしては、発光分光分析計に検出器として装
着される発光分光検出器（特開平４−５５５５号公報参
照）が知られている。

【０００３】即ち、ディスパ―サは、アスピレ―タ、表
面にサンプルが付着したフィルタを固定するサンプルホ
ルダが装着されたア―ム、第１モ―タの回転を全ア―ム
の水平方向回転運動に変換する固定軸、及び第２モ―タ
の回転をア―ムの上下方向直線運動に変換するボ―ルネ
ジを設け、アスピレ―タの吸引口がフィルタと一定距離
に近づいた状態で、キャリアガスがアスピレ―タに供給
されたとき、アスピレ―タによってサンプルを吸引して
放電管を用いてプラズマ発生部に供給するものとなって
いる。

【０００４】又、アナライザは、例えば、ディスパ―サ
側に位置するディスチャージ管、マイクロ波を空洞共鳴
させてディスチャージ管の外管内にＭＩＰを発生させる
キャビティ、外管の軸方向に取り出して集光する光学
系、及びこの光学系で集光された光を分光して信号処理
する信号処理部が設けられて、試料中の被測定元素を検
出するようになっている。

【０００５】図５はプラズマ発生部にサンプルを供給す
る装置の説明に供する図である。図において、１００は
サンプル導入装置であるディスパ―サ、１０１はＡrや
Ｈｅで成るキャリアガスを導入するキャリアガス導入
口、１０２は例えばＡrやＨｅ等の置換ガスを導入する
置換ガス導入口、１０３ａ〜１０３ｅは開閉弁、１０
４，１０５はガス排出口、１０６は吸引ポンプ、１０７
は表面に微粒子が付着されたフィルタ、１０８はアスピ
レ―タ、１０９は放電管、１１０はキャビティ、１１１
はマイクロ波誘導プラズマである。

【０００６】このような構成において、キャビティ１１
０の中心部にはマイクロ波発生器（図省略）からマイク
ロ波が照射されたとき、キャビティ１１０の中心部に挿
入されている放電管１０９内のキャリアガスを励起して
マイクロ波誘導プラズマ１１１が発生する。

【０００７】図６（イ），（ロ）はこのようなサンプル
供給装置に用いられるディスパーサの要部を示すもの
で、１はネジやシ―ル部材等によって外からの空気の漏
れ込みを防ぐように構成されているチャンバ、２はフィ
ルタ（図省略）上のサンプルを吸引して放電管（図６参
照）に供給するアスピレ―タ、２´はアスピレ―タの吸
引口、３はノズル閉塞部材、４は先端部にノズル閉塞部
材３が装着された第１ア―ムである。チャンバ１はガス
置換部などを構成し吸引口２´を介してアスピレ―タ２
と連通している。

【０００８】ノズル閉塞部材３は第１ア―ム４の先端付
近に取り付けられており、この第１アーム４は第２ア―
ム８と共に支柱６に取り付けられている。ノズル閉塞部
材３は支柱６の回転に基づく第１アーム４の昇降によ
り、吸引口２´に蓋をすることによって、この吸引口２
´とチャンバ―５の連通を遮断する。

【０００９】サンプルを採取したフィルタ（図示省略）
は第２ア―ム８の先端付近に設けられたフィルタホルダ
７に装着されている。尚、フィルタホルダ７に装着され
たフィルタとアスピレ―タ２の吸引口との間隔は例えば
０．１ｍｍ以下になるように制御されている。交換窓９
はフィルタホルダ７からフィルタを取外したりするとき
に使用する。

【００１０】このような構成においてその動作は以下の
ようになる。はじめに図７に示すように第１，第２アー
ムを交換窓９の位置に配置させ、交換窓９を開いてサン
プル（パ―ティクル）を採取したフィルタアセンブリ
（図省略）をフィルタホルダ―７に乗せる。次に支柱６
を回転させて、第１ア―ム４，第２ア―ム８を介してサ
ンプルホルダ７及びノズル閉塞部材３を下降させる。

【００１１】その後に、第１ア―ム４，第２ア―ム８を
図７の太線矢印方向Ｆに回転させて図６（イ）の状態に
する。その状態で、支柱６を回転させてノズル閉塞部材
３を上昇させて吸引口２´をシ―ルする。

【００１２】その後、図５における開閉弁１０３ｂ，１
０３ｄを閉として開閉弁１０３ｃを開とする。この状態
で吸引ポンプ１０６を駆動させてチャンバ５内の空気を
吸引してチャンバ内を真空とする。

【００１３】チャンバ１内が一定の真空度に達したら、
開閉弁１０３ｃを閉じ、開閉弁１０３ｂを開にしてチャ
ンバ５内に置換ガスを充填する。置換ガスが充填されて
チャンバ１内が大気圧になったら開閉弁１０３ｄを開に
してチャンバ５内を大気解放にする。と同時に、図６
（ロ）の支柱６を回転させてノズル閉塞部材３を下降さ
せ、第１ア―ム４，第２ア―ム８を更に回転させて図８
の位置とする。

【００１４】この後、支柱６を回転させて、サンプルホ
ルダ７を上昇させる。所定の位置でサンプルホルダ７の
上昇を停止させた後にサンプルの吸引を開始させる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のサンプル供給装置ではサンプルホルダ交換に際し
ては、交換窓９をはずして、上部からサンプルホルダを
フィルタホルダ７にセットするという作業を要するた
め、作業性に劣る上に、内部にサンプルホルダを落とし
てしまう恐れがあるという問題があった。本発明は上記
従来技術の問題点を解決するためになされたもので、作
業性の向上と操作性の簡単化を図ったサンプル供給装置
を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のサンプル供給装置は、請求項１においては
チャンバ内の所定の箇所からチャンバの外側に出し入れ
自在に設けられたサンプル導入手段と、このサンプル導
入手段がチャンバの外側に位置した状態で測定すべきサ
ンプルを複数個載置したサンプルトレーを供給するサン
プル供給装置であって、前記チャンバ外に配置され前記
サンプルトレーの複数個を保管するサンプルトレー保管
手段と、前記サンプル導入手段がチャンバの外側に位置
した状態で、測定が完了したサンプルが載置されたサン
プルトレーと未測定のサンプルが載置されたサンプルト
レーを交換するサンプルトレー交換手段を設けたことを
特徴とする。

【００１７】請求項２においては請求項１記載のサンプ
ル供給装置において、複数のサンプルはサンプルトレー
の円周上に配置され、サンプル導入手段がチャンバの外
側に位置した状態で、交換対象のサンプルトレーとサン
プル保管手段に保管された複数のサンプルトレーの中心
が直線上に一致するように配置されたことを特徴とす
る。

【００１８】請求項３においては請求項１記載のサンプ
ル供給装置において、交換対象のサンプルトレーとサン
プル保管手段に保管された複数のサンプルトレーは直線
上を移動するスライダに設けられたサンプル把持手段に
より把持されて移動することを特徴とする。

【００１９】請求項４においては、チャンバ内の所定の
箇所からチャンバの外側に出し入れ自在に設けられたサ
ンプル導入手段と、このサンプル導入手段がチャンバの
外側に位置した状態で測定すべきサンプルを供給するサ
ンプル供給装置であって、前記チャンバ外に配置され前
記サンプルの複数個を保管するサンプル保管手段と、前
記サンプル導入手段がチャンバの外側に位置した状態
で、測定が完了したサンプルと未測定のサンプルを交換
するサンプル交換手段を設けたことを特徴とする。

【００２０】請求項５においては請求項４記載のサンプ
ル供給装置において、複数のサンプルは回転手段により
回転するサンプルトレーの円周上に配置され、サンプル
導入手段がチャンバの外側に位置した状態で、交換対象
のサンプルとサンプル保管手段に保管された複数のサン
プルの中心が直線上に一致するように配置されたことを
特徴とする。

【００２１】請求項６においては請求項４記載のサンプ
ル供給装置において、交換対象のサンプルとサンプル保
管手段に保管された複数のサンプルは直線上を移動する
スライダに設けられたサンプル把持手段により把持され
て移動することを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の請求項１〜３の実
施形態の一例について図を用いて詳細に説明する。図１
は本発明のサンプル供給装置の概要を示す斜視図、図２
はサンプルトレーとサンプル導入手段の関係を示す斜視
図、図３はスライダとサンプルトレーがサンプル導入手
段に位置決めされた状態を示す斜視図である。

【００２３】図１において、１ａはチャンバであり、図
６に示す従来のチャンバ１とは交換窓９の下部側面にサ
ンプル導入手段１０を出し入れするための開口部１１が
設けられている点が異なっている。

【００２４】２０はサンプル導入手段１０を含んで構成
されたサンプル供給手段である。このサンプル供給手段
２０はキャビティ１aの側面に密着して固定されてお
り、サンプルトレー２１を所定の位置と間隔で保管する
サンプルトレー保管手段２２を有している。

【００２５】サンプルトレー２１上には図2の拡大図に
示すように、一部が切り欠かかれた円盤の円周上に等間
隔に5個のサンプルホルダ４１ａ〜４１ｅが載置されて
おり、このうち1個のサンプルホルダ４１ａはチェック
用として使用される。

【００２６】２１ａは位置決め孔、２１ｂはサンプルト
レーを回転させるためのテーパ軸１０aが挿入される貫
通孔であり、図では省略するがサンプル導入手段１０が
チャンバ１a内に挿入された状態で、図示しない回転機
構により回転されてサンプルホルダ２１が順次所定の位
置（アスピレータの吸引口 …図６，７参照）に送られ
るようになっている。２１ｃは図３に示すチャック３０
の爪３０aに把持される突起である。

【００２７】図１に戻り、サンプルトレー保管手段２２
の一端には第１支柱２３が固定され、他端にはモータ２
４が組み込まれた第２支柱２５が固定されており、これ
ら支柱２３，２５の間には２本のシャフト２６が平行に
掛け渡されている。

【００２８】２７は２本のシャフト２６に貫通して保持
されたスライダで、第２支柱２５に組み込まれたモータ
２４の回転軸（図示省略）に係合されたタイミングベル
ト２８の移動にしたがってシャフト２６に沿って移動す
る。

【００２９】このスライダ２７にはスライダの動きに対
して直角方向に移動可能なチャック駆動機構２９が組み
込まれており、このチャック駆動機構２９の下方には３
本の爪３０ａを有するチャック３０が固定されている。

【００３０】なお、モータ２４の回転、チャック駆動機
構２９の上下動、チャック３０の開閉、サンプル導入手
段１０の出し入れ、サンプルトレー２１の回転のタイミ
ングは図示しない制御装置により制御されている。ま
た、３個のサンプルトレー２１の中心はサンプル導入手
段１０が外部に引き出された状態でテーパ軸１０aの中
心と直線上に一致するように配置されている。

【００３１】上記の構成において、はじめにサンプルホ
ルダ４１が装着された３個のサンプルトレー２１がサン
プルトレー保管手段２２上に載置される。次に制御手段
に対して測定開始の指令がなされると、サンプル導入手
段１０がチャンバ１ａの外部に引き出された状態とな
り、モータ２４が回転してタイミングベルト２８を駆動
し、スライダ２７に装着されたチャック３０の中心をイ
の位置にあるサンプルトレー２１上に移動させる。

【００３２】次にチャック駆動機構２９が下方に駆動さ
れ、所定の位置まで下降した爪３０ａがサンプルトレー
２１の突起２１ｃを掴んで元の位置まで上昇する。次
に、モータ２４が回転してタイミングベルト２８が駆動
されることによりスライダ２７がサンプル導入手段１０
上に移動し、その位置からチャック駆動機構２９が下降
し、図3に示すようにサンプルトレー２１の中心に形成
された貫通孔２１ｂがサンプル導入手段１０のテーパ軸
１０ａに挿入され、位置決め孔２１aが位置出しピン１
０ｂ（図２参照）に挿入されて回転方向の動きが規制さ
れる。

【００３３】次に爪３０ａが開きチャック駆動機構２９
が上方に移動して元の位置に戻った時点でサンプル導入
手段１０がチャンバ１ａの内部に挿入され、サンプルト
レー２１に載置されたサンプルホルダ４１が図示しない
駆動手段により所定の位置まで搬送され、サンプルがア
スピレータにより吸引される。

【００３４】サンプルトレー２１上のサンプルのすべて
が測定されたらサンプル挿入手段１０が引き出され、前
述とは逆の動作によりサンプルトレー２１が元のイの位
置に搬送される。次にロ，ハの位置にあるサンプルトレ
ー２１に載置されたサンプルが同様の動作により測定さ
れて終了する。

【００３５】図４は請求項４〜６の実施形態の一例を示
すものである。図において図１と同一要素には同一符号
を付して重複する説明は省略する。この実施例において
はサンプルトレー２１はサンプル導入手段１０に一つ配
置され、モータ２４ａ及びこのモータの回転軸に係合す
る駆動アーム２４ｂにより回転可能とされている。

【００３６】また、この実施例ではサンプルホルダ４１
はサンプル保管手段２２上に等間隔で直線上に配置され
ており、直線の延長上にサンプルトレーの中心が位置す
るようになっている。

【００３７】ここでは、スライダ２７はサンプルホルダ
４１を一つづつ把持してサンプル導入手段１０に配置さ
れたサンプルトレー２１側に搬送して所定の位置に載置
し、チャック駆動手段２９が元の位置に戻った時点でサ
ンプルトレー２１が所定の角度回転し、次にサンプルホ
ルダ４１を載置すべき位置となるように制御される。

【００３８】スライダ２７は予めプログラミングされた
シーケンスに従ってイ〜ホまでのサンプルホルダ２１を
サンプル導入手段１０に搬送する。搬送が終了したら駆
動アーム２４ｂはサンプル導入手段１０の挿入に支障の
ない位置に移動する。

【００３９】その後、サンプル導入手段１０がチャンバ
１ａの内部に挿入され、サンプルホルダ４１上のサンプ
ルがアスピレータにより吸引される。

【００４０】サンプルトレー２１上のサンプルのすべて
が測定されたらサンプル挿入手段１０が引き出され前述
とは逆の動作によりサンプルホルダ４１が元のイ〜ホの
位置に順次搬送される。次にヘ〜ヌの位置にあるサンプ
ルホルダ４１が同様の動作により測定されて終了する。

【００４１】なお、図では省略するが、サンプル供給手
段はモータ，スライダ，サンプル導入手段などの駆動に
際して発塵を伴う。したがってサンプル供給手段全体若
しくは一部をカバーで囲ったり、囲った部分を真空引き
して発生した塵を吸引するようにしてもよい。

【００４２】本発明の以上の説明は、説明および例示を
目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。し
たがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、
変形をなし得ることは当業者に明らかである。例えば、
チャック３０やサンプルトレー２１は図示の形状以外に
も任意に設計可能であり、スライダ２７の駆動方法も図
示のものに限るものではない。

【００４３】また、制御シーケンスも任意に変更可能で
あり、要は複数のサンプルが順次自動的に測定可能なも
のであればよい。特許請求の範囲の欄の記載により定義
される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含
するものとする。

【００４４】

【発明の効果】以上、実施例を用いて詳しく説明したよ
うに本発明の請求項１〜３によれば、チャンバ外に配置
され前記サンプルトレーの複数個を保管するサンプルト
レー保管手段と、前記サンプル導入手段がチャンバの外
側に位置した状態で、測定が完了したサンプルトレーと
未測定のサンプルが載置されたサンプルトレーを交換す
るサンプルトレー交換手段を設け、交換対象のサンプル
トレーとサンプル保管手段に保管された複数のサンプル
トレーの中心が直線上に一致するように配置し、直線上
を移動するスライダに設けられたサンプル把持手段によ
り把持して移動するようにしたので、チャンバ内部にサ
ンプルユニットを落としてしまう恐れもなく、複数のサ
ンプルを制御手段を用いて自動的に交換可能な構成とし
たので作業性の効率化を図ることができる。

【００４５】また、請求項４〜６においては、チャンバ
外に配置され前記サンプルの複数個を保管するサンプル
保管手段と、前記サンプル導入手段がチャンバの外側に
位置した状態で、測定が完了したサンプルと未測定のサ
ンプルを交換するサンプル交換手段を設け、交換対象の
サンプルとサンプル保管手段に保管された複数のサンプ
ルの中心が直線上に一致するように配置し、交換対象の
サンプルとサンプル保管手段に保管された複数のサンプ
ルは直線上を移動するスライダに設けたサンプル把持手
段により把持されて移動するようにした。その結果、チ
ャンバ内部にサンプルユニットを落としてしまう恐れも
なく、複数のサンプルを制御手段を用いて自動的に交換
可能な構成としたので作業性の効率化を図ることができ
る。

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサンプル供給装置の概要を示す斜視図
である。

【図２】サンプルトレーとサンプル導入手段の関係を示
す斜視図である。

【図３】スライダとサンプルトレーがサンプル導入手段
に位置決めされた状態を示す斜視図である。

【図４】本発明の他のサンプル供給装置の概要を示す斜
視図である。

【図５】従来の技術の説明に供する図である。

【図６】従来の技術の説明に供する図である。

【図７】従来の技術の説明に供する図である。

【図８】従来の技術の説明に供する図である。

【符号の説明】

１ａ チャンバ １０ サンプル導入手段 １０ａ テーパ軸 １１ 開口部 ２０ サンプル供給手段 ２１ サンプルトレー ２２ サンプルトレー保管手段 ２３ 第１支柱 ２４，２４ａ モータ ２５ 第２支柱 ２６ シャフト ２７ スライダ ２８ タイミングベルト ２９ チャック駆動機構 ３０ チャック ３０ａ 爪 ４１ サンプルホルダ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】チャンバ内の所定の箇所からチャンバの外
   側に出し入れ自在に設けられたサンプル導入手段と、こ
   のサンプル導入手段がチャンバの外側に位置した状態で
   測定すべきサンプルを複数個載置したサンプルトレーを
   供給するサンプル供給装置であって、 前記チャンバ外に配置され前記サンプルトレーの複数個
   を保管するサンプルトレー保管手段と、 前記サンプル導入手段がチャンバの外側に位置した状態
   で、測定が完了したサンプルが載置されたサンプルトレ
   ーと未測定のサンプルが載置されたサンプルトレーを交
   換するサンプルトレー交換手段を設けたことを特徴とす
   るサンプル導入装置。
2. 【請求項２】複数のサンプルはサンプルトレーの円周上
   に配置され、サンプル導入手段がチャンバの外側に位置
   した状態で、交換対象のサンプルトレーとサンプル保管
   手段に保管された複数のサンプルトレーの中心が直線上
   に一致するように配置されたことを特徴とする請求項１
   記載のサンプル供給装置。
3. 【請求項３】交換対象のサンプルトレーとサンプル保管
   手段に保管された複数のサンプルトレーは直線上を移動
   するスライダに設けられたサンプル把持手段により把持
   されて移動することを特徴とする請求項１記載のサンプ
   ル供給装置。
4. 【請求項４】チャンバ内の所定の箇所からチャンバの外
   側に出し入れ自在に設けられたサンプル導入手段と、こ
   のサンプル導入手段がチャンバの外側に位置した状態で
   測定すべきサンプルを供給するサンプル供給装置であっ
   て、 前記チャンバ外に配置され前記サンプルの複数個を保管
   するサンプル保管手段と、前記サンプル導入手段がチャ
   ンバの外側に位置した状態で、測定が完了したサンプル
   と未測定のサンプルを交換するサンプル交換手段を設け
   たことを特徴とするサンプル供給装置。
5. 【請求項５】複数のサンプルは回転手段により回転する
   サンプルトレーの円周上に配置され、サンプル導入手段
   がチャンバの外側に位置した状態で、交換対象のサンプ
   ルとサンプル保管手段に保管された複数のサンプルの中
   心が直線上に一致するように配置されたことを特徴とす
   る請求項４記載のサンプル供給装置。
6. 【請求項６】交換対象のサンプルとサンプル保管手段に
   保管された複数のサンプルは直線上を移動するスライダ
   に設けられたサンプル把持手段により把持されて移動す
   ることを特徴とする請求項４記載のサンプル供給装置。