JP2603239Y2 - 表面分析装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、表面分析装置に関し、
特に表面分析装置の試料を保持する試料ステージの機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ），紫外線光
電子分光法（ＵＰＳ），オージェ電子分光法（ＡＥ
Ｓ），二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ），イオン散乱
分光法（ＩＳＳ）等によって表面分析を行う表面分析装
置において、分析される試料は測定室内に設置された試
料ステージ上に配置されており、その試料の位置決めは
試料ステージをＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に駆動することにより
行っている。そして、この試料ステージの駆動は、測定
室の外部から測定室の内部に導入される直線導入機構や
回転導入機構を用いて行われている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
表面分析装置においては、試料ステージの駆動を直線導
入機構や回転導入機構により行っているため、バックラ
ッシュが生じるという問題点がある。通常、試料ステー
ジ等の被駆動体を駆動するには、モータの駆動力を伝動
機構を介して被駆動体に伝えることにより行っている。
この伝動機構としては、一般に、歯車伝動機構やボルト
ナット機構が用いられているが、歯車伝動機構やボルト
ナット機構においては、駆動方向（被駆動体の移動方
向）が逆転したときバックラッシュが生じる。図４は歯
車伝動機構におけるバックラッシュを説明する図であ
り、二つ歯車Ａおよび歯車Ｂが互いにかみ合った状態を
示している。図において、右側の歯車Ａを駆動側とし左
側の歯車Ｂを被駆動側とすると、歯車Ｂは歯車Ａの回転
により駆動される。図中の実線の矢印は駆動側の歯車Ａ
の回転方向を示し、破線の矢印は被駆動側の歯車Ｂの回
転方向を示している。図４の（ａ）は、駆動側の歯車Ａ
の右回転により被駆動側の歯車Ｂが左回転している状態
を示しており、図４の（ｂ）および（ｃ）は、図４の
（ａ）の回転方向から逆の方向に回転する状態を示して
いる。図４の（ｂ）において、図４の（ａ）と逆方向に
回転を開始すると、歯車Ａと歯車Ｂのそれぞれの歯部の
Ｃの位置における当接がはずれ、その後、歯車Ａは図４
の（ｃ）に示すように歯車Ｂの他方の歯部に当接するま
で移動し、該他方の歯車に当接した後、歯車Ｂの逆方向
への回転を開始する。歯車Ｂは、歯車Ａが逆回転を開始
してから歯車Ａが歯車Ｂの他方の歯部が当接するまでの
間は停止状態となる。したがって、駆動側が逆方向に駆
動する際に、被駆動側は逆方向に駆動されるまで一時的
に停止状態にあり、駆動側と被駆動側との間に駆動の非
連続性が生じる。なお、図では、歯車伝動機構について
説明したが、ボルトナット機構においても同様にバック
ラッシュが発生する。

【０００４】このバックラッシュが生じると、被駆動体
を指令通りの位置に制御することが難しくなって位置決
めの精度が低下し、分析試料の分析位置にずれが生じて
測定誤差の原因となる恐れがある。そこで、本考案は前
記従来の表面分析装置の問題点を解決して、簡易な構成
によりバックラッシュを除去した試料ステージを有する
表面分析装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、表面分析装置
において、試料を微動させる試料ステージに取り付けら
れた動力伝達機構に、前記動力伝達機構の駆動方向に対
して常に一定方向に定トルクを付与する定トルク発生機
構を取り付けることにより、前記目的を達成する。本考
案において、定トルク発生機構は試料ステージを直線駆
動あるいは回転駆動する動力伝達機構に対して、一定の
トルクを付勢するために定トルクを発生する機能を有す
る機構であり、例えば、定トルクバネによって構成する
ことができる。また、本考案において、試料ステージを
直線駆動あるいは回転駆動する動力伝達機構には、測定
室外部等に設けられた駆動部からの駆動力により試料ス
テージを駆動する機構である。

【０００６】

【作用】本考案によれば、前記の構成によって、表面分
析装置において、測定室外部等に設けられた駆動部から
の駆動力により動力伝達機構を駆動して試料ステージを
駆動する際に、定トルク発生機構によって動力伝達機構
の駆動方向に対して常に一定方向に定トルクを付与す
る。この一定トルクは、試料ステージである被駆動側を
駆動機構の駆動方向の常に一定の方向に付勢し、駆動方
向の変更によるバックラッシュの発生を防止する。

【０００７】

【実施例】以下、本考案の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。（実施例の構成）図１は本考案の
一実施例である実施例１の概略斜視図である。実施例１
は、本考案を直線動力伝達機構の直線移動機構に適用し
た例である。

【０００８】図１において、移動テーブル２は、図示し
ない試料ステージを直線方向に移動可能に支持するもの
であり、図示しない測定室側に固定された支持台３に対
してクロスローラガイド４を介して直線移動可能に支持
されている。該移動テーブル２は測定室の外側に設置さ
れた直線導入機構１により駆動される。該直線導入機構
１の駆動力の移動テーブルへの伝達は、移動テーブル２
に固定された動力当たり５に接続された伝動部６を介し
て行われる。本考案の実施例においては、バックラッシ
ュを除去する機構として移動テーブル２側と直線導入機
構１側との間に弾性機能を有する部材を設置し、移動テ
ーブル２を直線導入機構１側に引きつける一定トルクの
付勢力を付与するものである。なお、クロスローラガイ
ド４は二つの部材の相対的な平行移動を行わせるための
案内の機能を有する機構であり、任意の構成のものを用
いることができる。

【０００９】図１に示す実施例においては、動力当たり
５と直線導入機構１との間に収縮する方向に一定トルク
の付勢力を発生するバネ７等から構成される定トルク発
生機構を設置し、動力当たり５を介して伝動部６を直線
導入機構１側に一定トルクを付勢している。通常、直線
導入機構１内には、バックラッシュを生じるような歯車
伝動機構やボルトナット機構が組み込まれており、伝動
部６を介して動力を伝達している。したがって、前記バ
ネ７の機構は伝動部６を直線導入機構１の歯車伝動機構
やボルトナット機構の被駆動側に付勢力を付与すること
になる。

【００１０】（実施例の作用）以下、歯車伝動機構を例
にして、図２の歯車駆動図を用いて実施例の作用につい
て説明する。直線導入機構１に付勢された力は歯車伝動
機構の被駆動側の歯車Ｂに伝達され、図２中の白抜きの
矢印に示す方向に被駆動側の歯車Ｂを一定トルクで付勢
する。図２の（ａ）は駆動停止状態を示しており、駆動
側の歯車Ａは停止しており、歯車Ｂはバネ等の定トルク
発生機構により歯車Ａの一方の歯部に当接している。な
お、駆動側は被駆動側からの付勢力では回転しない機構
としている。前記図２の（ａ）の状態から、駆動側の歯
車Ａが実線の矢印の方向に駆動すると、被駆動側の歯車
Ｂは停止状態で当接している歯部において歯車Ａにより
実線の矢印の方向に力を受ける（図２の（ｂ）参照）。
歯部の当接位置Ｃには、前記した定トルク発生機構によ
る白抜きの矢印の力と、歯車Ａからの実線の矢印の方向
の力が加わっているが、駆動側は被駆動側からの付勢力
では駆動しない機構であり、また、通常駆動側からの駆
動力は定トルク発生機構からの付勢力よりまさっている
ため、結局、歯車Ｂは定トルク発生機構からの付勢力と
反対方向（図２の（ｂ）中の破線の矢印参照）に、歯部
上の前記と同じ側の当接位置Ｃで当接したまま回転す
る。

【００１１】次に、前記図２の（ｂ）とは逆方向に駆動
側の歯車Ａが回転すると（図２の（ｃ）中の実線の矢印
参照）、被駆動側の歯車Ｂは定トルク発生機構からの付
勢力によって、歯部上の前記と同じ側の当接位置Ｃにお
いて歯車Ａと当接を続ける。歯車Ａは実線の矢印の方向
に回転を行うが、歯車Ｂは常に定トルク発生機構からの
付勢力によって歯車Ｂを追いかける方向に回転力を受け
ているため、歯車Ａの逆回転の開始と同時に図２の
（ｃ）中の破線の矢印に示す方向に回転を開始する。し
たがって、被駆動側は、駆動側が移動方向を変更した場
合にも、その移動方向変更と同時に逆方向への移動を開
始することができ、バックラッシュの発生を除くことが
できる。

【００１２】（他の実施例の構成）図３は本考案の一実
施例である実施例２の一部断面の概略斜視図である。実
施例２は、本考案を回転動力伝達機構の回転移動機構に
適用した例である。図３において、回転テーブル１２
は、図示しない試料ステージあるいは試料を回転支持す
るものであり、図示しない測定室側に挿入されるベース
１４および支持台１３上に回転導入機構１１によって回
転可能に支持されている。該回転テーブル１２は測定室
の外側に設置された図示しない駆動機構から伝達部１６
を介して動力を受けて駆動される。回転導入機構１１の
回転部１５と回転テーブル１２とは軸等の部材を介して
接続されている。本考案の実施例２においては、バック
ラッシュを除去する機構として、回転導入機構１１の回
転部１５に弾性機能を有する部材を取り付け、回転部１
５に対して一定方向に一定トルクの付勢力を付与するも
のである。図３に示す実施例においては、回転導入機構
１１の回転部１５の周部分にバネ１７，１８等から構成
される定トルク発生機構の一端を接続し、回転部１５の
ほぼ接線方向に一定トルクを付勢して、回転部１５に一
回転方向に一定の回転トルクを付与している。回転導入
機構１１は図示しない駆動機構により駆動力を得てお
り、通常、回転導入機構１１内には、前記直線導入機構
１と同様にバックラッシュを生じるような歯車伝動機構
やボルトナット機構が組み込まれており、伝達部１６を
介して図示しない駆動機構から動力を受けている。した
がって、回転動力伝達機構においては、測定室外部の駆
動機構と測定室内部の回転導入機構１１の両方におい
て、歯車伝動機構やボルトナット機構を有することにな
る。

【００１３】なお、図３の実施例２においては、定トル
ク発生機構としてバネを１７，１８の二つに分割するこ
とより、薄型の定トルク発生機構としているが、一つの
バネにより構成することも可能である。また、回転導入
機構１１の回転テーブル１２と同軸の定トルク発生機構
を構成することも可能である。また、図５は、本考案の
一実施例である実施例３の概略斜視図であり、前記実施
例１と同様に本考案を直線動力伝達機構の直線移動機構
に適用した例である。実施例３の構成と前記実施例１の
構成との相違は、定トルク発生機構の構成の点にある。
そこで、ここでは、定トルク発生機構以外の構成につい
ては説明を省略する。本考案の実施例３においては、バ
ックラッシュを除去する機構として伝動部６と直線導入
機構１側との間に弾性機能を有する部材を設置し、移動
テーブル２および伝動部６を直線導入機構１側に引きつ
ける一定トルクの付勢力を付与するものである。

【００１４】図５において、伝動部６の一部に形成した
突起部等の取付け部８と直線導入機構１との間に収縮す
る方向に一定トルクの付勢力を発生するバネ７等から構
成される定トルク発生機構を設置し、直接伝動部６を直
線導入機構１側に一定トルクで付勢する。このバネ７の
機構は伝動部６を直線導入機構１の歯車伝動機構やボル
トナット機構の被駆動側に付勢力を付与することにな
る。

【００１５】なお、前記実施例２、および実施例３の作
用は、前記実施例１の作用と同様であるため、ここでは
説明を省略する。本考案の機構は、Ｘ線光電子分光法
（ＸＰＳ），紫外線光電子分光法（ＵＰＳ），オージェ
電子分光法（ＡＥＳ），二次イオン質量分析法（ＳＩＭ
Ｓ），イオン散乱分光法（ＩＳＳ）等の表面分析装置に
適用することができる。また、定トルク発生機構として
は、定トルクバネに限らずその他の機構のものを用いる
こともできる 。

【００１６】（実施例の効果）本考案の機構によってバ
ックラッシュを防止することにより、試料ステージの位
置決め精度を向上させることができる。

【００１７】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
簡易な構成により表面分析装置の試料ステージのバック
ラッシュを除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である実施例１の概略斜視図
である。

【図２】本考案の歯車の駆動を説明する図である。

【図３】本考案の一実施例である実施例２の一部断面の
概略斜視図である。

【図４】歯車伝動機構におけるバックラッシュを説明す
る図である。

【図５】本考案の一実施例である実施例３の概略斜視図
である。

【符号の説明】 １…直線導入機構、２…移動テーブル、３，１３…支持
台、４…クロスローラガイド、５…動力当たり、６…伝
動部、７，１７，１８…バネ、８…バネ取付け部、１１
…回転導入機構、１２…回転テーブル、１５…回転部、
１６…伝達部。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面分析装置において、 試料を微動させる試料ステージに取り付けられた動力伝
   達機構を備え、 前記動力伝達機構が備える回転動力伝達機構に、該回転
   動力伝達機構の回転方向に対して常に一定方向に定トル
   クを付与する分割された弾性体を備えた定トルク発生機
   構を取り付けたことを特徴とする表面分析装置。