JP4050862B2 - 試料ホルダ搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子顕微鏡等の荷電粒子線装置で使用する試料ホルダ搬送装置に関し、特に、搬送する試料ホルダを保持するホルダ搬送部材を移動させるための搬送機構の構成が簡単で、小型化が容易な試料ホルダ搬送装置に関する。
本発明の試料ホルダ搬送装置は走査型電子顕微鏡装置等の真空試料室と、前記真空試料室に接続された試料交換室との間で試料を搬送する際等に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来の試料ホルダ搬送装置の１例の説明図で、図１０Ａは平面図、図１０Ｂは側面図である。
図１０において、真空試料室Ａを形成する外壁０１は、走査型電子顕微鏡Ｄ（図１０Ｂ参照）を支持する上壁０２、および仕切弁Ｖが設けられた側壁０３を有している。真空試料室Ａは開閉可能な仕切弁Ｖを介して試料交換室（予備排気室）Ｂに接続されている。
真空試料室Ａには試料ステージＳＴが設けられている。試料ステージＳＴはＸＹテーブル、回転テーブル等を有している。
開閉カバーＢａを有する試料交換室Ｂには試料ホルダＨが着脱可能に装着されるホルダ装着部材０４と、前記ホルダ装着部材０４に固定されたナット０５と、前記ナット０５に螺合するスクリューシャフト（送りネジ）０６とが配置されている。前記スクリューシャフト０６を正転または逆転させることにより、前記試料ホルダＨが装着されたホルダ装着部材０４を、真空試料室Ａおよび試料交換室（予備排気室）Ｂ間で搬送している。
【０００３】
図１１は従来の試料ホルダ搬送装置の他の例の概略説明図で、図１１Ａは平面図、図１１Ｂは側面図である。
なお、図１１において前記図１０に示す要素に対応する要素には同一の符号付けて重複する詳細な説明は省略する。
図１１において、モータＭによりカルダン機構のアーム０７を回転させると、ホルダ装着部材０４は試料ステージＳＴに向かって直進し試料ホルダＨを試料ステージＳＴに着脱させることができる。なお、このような試料ホルダ搬送装置は例えば特開平１１−１８６３６１号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記図１０、図１１に示す従来の試料ホルダ搬送装置では、搬送機構が大型化し、試料ホルダ搬送装置の専有面積が大きく、質量の増加やコストアップ等の問題点があった。
また、試料ホルダ搬送装置により搬送した試料ホルダＨを試料ステージＳＴに確実に着脱することが可能な小型のホルダ着脱機構を備えた試料ホルダ搬送装置の出現が望まれている。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑み、下記（Ｏ01）の記載内容を課題とする。
（Ｏ01）コンパクトに折り曲げることが可能な搬送機構を備えた試料ホルダ搬送装置を提供すること。
（Ｏ02）搬送方向に往復移動するだけで試料ホルダ搬送装置と試料ステージとの間で試料ホルダの交換を行える小型の試料ホルダ搬送装置を提供すること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。
また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【０００７】
（本発明）
前記課題を解決するために、本発明の試料ホルダは、下記の要件（Ａ01）〜（Ａ04）を備えたことを特徴とする、
（Ａ01）搬送経路に沿って配置されたガイド部材（３０ａ，３０ｂ，３２，３４，４３，４４）によりガイドされる被ガイド部（１１ｄ，１７ａ）と、試料ホルダ（Ｈ）が装着されるホルダ装着部（Ｃ１）と、直線に沿って主ラック歯が形成された主ラック（１７）とを有するホルダ搬送部材（Ｃ）、
（Ａ02）前記主ラック（１７）に対して一直線状に延びた伸長状態と所定角度をなす折曲げ状態との間で回動可能に、前記主ラック（１７）の端部に連結され且つ、且つ前記伸長状態では前記主ラック歯と連続する連結ラック歯を有する連結ラック（２１）、
（Ａ03）連結ラック（２１）の移動経路であるラック移動経路に沿って配置され、前記連結ラック（２１）をガイドするラックガイド（３６）、
（Ａ04）前記ラック移動経路に配置され且つ前記主ラック（１７）および連結ラック（２１）の歯に順次噛み合って回転するラック駆動ピニオン（３７）。
【０００８】
（本発明の作用）
前記構成を備えた本発明の試料ホルダ搬送装置では、ホルダ搬送部材（Ｃ）のホルダ装着部（Ｃ１）には試料ホルダ（Ｈ）が装着される。ホルダ搬送部材（Ｃ）の主ラック（１７）の端部に連結された連結ラック（２１）は、前記主ラック（１７）に対して一直線状に延びた伸長状態と所定角度をなす折曲げ状態との間で回動可能であり、前記伸長状態では直線に沿って形成された主ラック歯と連結ラック歯とは連続する。
前記ラック移動経路に配置されたラック駆動ピニオン（３７）は前記主ラック（１７）および連結ラック（２１）の歯に順次噛み合って回転する。このラック駆動ピニオン（３７）の回転により主ラック（１７）および連結ラック（２１）は移動する。このとき、ラック移動経路に沿って配置されたラックガイド（３６）は、前記連結ラック（２１）を連結ラック（２１）の移動経路に沿ってガイドする。また、前記ガイド部材（３０ａ，３０ｂ，３２，３４，４３，４４）は、ホルダ搬送部材（Ｃ）の被ガイド部（Ｃ１）を搬送経路に沿ってガイドする。
したがって、前記ラック駆動ピニオン（３７）を回転駆動することにより、ホルダ搬送部材（Ｃ）を搬送経路に沿って搬送することができる。また、連結ラック（２１）は主ラック（１７）に回動可能に連結されているので、主ラック（１７）に対して折り畳めるのでコンパクトに折り畳み可能な搬送機構を提供することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
本発明の試料ホルダ搬送装置の実施の形態１は、前記本発明において下記の構成要件（Ａ05），（Ａ06）を備えたことを特徴とする。
（Ａ05）前記ホルダ搬送部材（Ｃ）に保持された前記試料ホルダ（Ｈ）が装着される試料ステージ（ＳＴ）に前記ホルダ搬送部材（Ｃ）が向かう方向を前方向とし、前記ホルダ搬送部材（Ｃ）が前記試料ステージ（ＳＴ）から離れる方向を後方向とし、上下方向および前後方向に直交する方向を左右方向とした場合に、
前記試料ホルダの上部に設けた幅広の試料保持部（Ｈ１）の下面中央部から下方に突出する被保持部（Ｈ２）が挿入される開口が試料ホルダ搬送方向の前端に形成されたＵ字状のホルダ被保持部挿入溝（１１ａ）と前記試料保持部（Ｈ１）の下面を支持するホルダ支持部（１１ｂ，１１ｃ）とを有する前記ホルダ装着部（Ｃ１）、
（Ａ06）前記ホルダ支持部（１１ｂ，１１ｃ）の下面に回転可能に支持され且つ左右方向に離れて前後方向に延びる一対のホルダ保持アーム（１２，１２）と、前記一対のホルダ保持アーム（１２）の前端部を接近させるように作用するアーム先端部接近用弾性部材（１４）と、前記一対のホルダ保持アーム（１２，１２）の前端部の間隔を所定間隔に保持するアーム間隔保持部材（１５，１５）とを有し、前記一対のホルダ保持アーム（１２，１２）は、前記アーム間隔保持部材（１５，１５）により所定間隔に保持された前記一対のホルダ保持アーム（１２，１２）の前端部であるアーム先端部を試料ホルダ（Ｈ）の前記被保持部（Ｈ２）の後面に押圧したときに前記一対のアーム先端部が前記被保持部（Ｈ２）の後面（１）および左右の側面（３，４）により押し広げられて左右の側面（３，４）に沿って前面（２）に移動した状態で前記試料ホルダ（Ｈ）を保持するホルダ保持部材（１２〜１５）。
【００１０】
（実施の形態１の作用）
前記構成を備えた本発明の試料ホルダ搬送装置の実施の形態１では、前記ホルダ装着部（Ｃ１）のＵ字状のホルダ被保持部挿入溝（１１ａ）の試料ホルダ搬送方向の前端に形成された開口、またはホルダ被保持部挿入溝（１１ａ）の上方から、前記試料ホルダ（Ｈ）の被保持部（Ｈ２）が挿入される。試料ホルダ（Ｈ）の上部に設けた幅広の前記試料保持部（Ｈ１）の下面は前記ホルダ装着部（Ｃ１）のホルダ支持部（１１ｂ，１１ｃ）に支持される。
ホルダ保持部材（１２〜１５）は、前記ホルダ支持部（１１ｂ，１１ｃ）の下面に回転可能に支持され且つ左右方向に離れて前後方向に延びる一対のホルダ保持アーム（１２，１２）と、アーム先端部接近用弾性部材（１４）と、アーム間隔保持部材（１５，１５）とを有している。前記アーム先端部接近用弾性部材（１４）は、前記一対のホルダ保持アーム（１２，１２）の前端部を接近させるように作用するが、前記一対のホルダ保持アーム（１２，１２）の前端部の間隔はアーム間隔保持部材（１５，１５）により所定間隔に保持される。
【００１１】
前記ホルダ保持部材（１２〜１５）の前記一対のホルダ保持アーム（１２，１２）は、前記アーム間隔保持部材（１５）により所定間隔に保持された前記一対のホルダ保持アーム（１２，１２）の前端部であるアーム先端部を試料ホルダ（Ｈ）の前記被保持部（Ｈ２）の後面に押圧したときに前記一対のアーム先端部が前記被保持部（Ｈ２）の後面（１）および左右の側面（３，４）により押し広げられて左右の側面（３，４）に沿って相対的に前面（２）に移動した状態で前記試料ホルダ（Ｈ）を保持する。
すなわち、前記一対のホルダ保持アーム（１２，１２）は、そのアーム先端部を試料ホルダ（Ｈ）の被保持部（Ｈ２）の後面（１）に押圧することにより、前記被保持部（Ｈ２）の左右の側面（３，４）を挟んだ状態で保持することができる。
したがって、試料ステージ（ＳＴ）に、前記試料ホルダ搬送装置の前記ホルダ保持部材（搬送装置側ホルダ保持部材）（１２〜１５）と同様のホルダ保持部材（ステージ側ホルダ保持部材）（５２〜５５）を設け、搬送装置側ホルダ保持部材（１２〜１５）に保持した試料ホルダ（Ｈ）を試料ステージ（ＳＴ）に搬送してステージ側ホルダ保持部材（５２〜５５）の一対のホルダ保持アーム（５３，５３）の先端部に試料ホルダ（Ｈ）の前面を押圧することにより、試料ホルダ（Ｈ）をステージ側ホルダ保持部材（５２〜５５）に保持させることができる。
【００１２】
また、試料ホルダ（Ｈ）を保持していない搬送装置側ホルダ保持部材（１２〜１５）を試料ステージ（ＳＴ）に搬送して、搬送装置側ホルダ保持部材（１２〜１５）の一対のホルダ保持アーム（１２，１２）をステージ側ホルダ保持部材（５２〜５５）に保持された試料ホルダ（Ｈ）の後面（１）に押圧することにより、試料ホルダ（Ｈ）を搬送装置側ホルダ保持部材（１２〜１５）に保持させることができる。
この場合、搬送方向に往復移動するだけで試料ホルダ搬送装置（Ｕ）と試料ステージ（ＳＴ）との間で試料ホルダ（Ｈ）の交換を行える小型の試料ホルダ搬送装置を提供することができる。
【００１３】
（実施例）
次に図面を参照しながら、本発明の試料ホルダ搬送部材の実施の形態の例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、右左方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の試料ホルダ搬送装置および試料ホルダの平面図である。
図２は前記図１のII−II線断面図である。
図３は前記図１のIII−III線断面図である。
【００１５】
図１において、真空試料室Ａには試料ステージＳＴが設けられており、試料ステージＳＴの上方には電子ビーム照射装置（図示せず）が配置されている。前記真空試料室Ａに仕切弁Ｖ（図１参照）を介して接続された試料交換室Ｂには試料搬送装置Ｕが配置されている。試料搬送装置Ｕは試料ホルダ搬送部材Ｃを有しており、試料ホルダ搬送部材Ｃは、試料ホルダＨを保持して試料交換室Ｂと真空試料室Ａの試料ステージＳＴとの間で搬送する。
【００１６】
図３において、試料ホルダＨは、ホルダ下部（被保持部）Ｈ２およびホルダ上部（試料保持部）Ｈ１を有している。図１において、ホルダ下部Ｈ２は、試料ホルダ搬送部材Ｃに保持されるときに試料ホルダ搬送部材Ｃの後部に対向する側面であるホルダ後面１および試料ステージＳＴに装着されるときに試料ステージＳＴに対向する側面であって前記ホルダ後面１と反対側のホルダ前面２と、前記ホルダ後面１およびホルダ前面２を接続する左右一対のホルダ側面３，４とを有している。
前記ホルダ後面１には上下方向に延びる凹部により形成された左右一対の後側被挟持部１ａ，１ａが形成されており、前記ホルダ前面２には上下方向に延びる凹部により形成された左右一対の前側被挟持部２ａ，２ａが形成されている。
前記ホルダ下部Ｈ２の下面には、前後に延びるあり溝５が形成されている。
【００１７】
図３において、前記ホルダ上部Ｈ１は前記ホルダ下部の上端から外方に広がる被支持部６を有している。被支持部６は前記左右のホルダ側面３，４の上端から左右に突出する部分を有しており、その部分は試料ホルダ搬送部材Ｃにより支持される部分である。また、ホルダ上部Ｈ１の上面の中央部には試料（図示せず）が保持されるように構成されている。
【００１８】
図４は前記図１に示す試料ホルダ搬送部材の説明図で、図４Ａは上面図、図４Ｂは前記図４Ａの矢印IＶＢから見た図、図４Ｃは前記図４Ａの矢印IＶＣから見た図、図４Ｄは図４Ｃの矢印IＶＤから見た図である。
図１において、試料ホルダ搬送装置Ｕは試料ホルダ搬送部材Ｃを有している。試料ホルダ搬送部材Ｃは、長方形のホルダ支持プレート１１を有しており、ホルダ支持プレート１１には前端に開口するホルダ下部挿入溝（ホルダ被保持部挿入溝）１１ａが形成されており、ホルダ下部挿入溝１１ａの右左にはホルダ支持部１１ｂ，１１ｃが形成されており、左側縁（−Ｙ側縁）には前後（Ｘ軸方向）に延びる被ガイド壁（被ガイド部材）１１ｄが下方に突出して形成されている。
【００１９】
前記ホルダ支持プレート１１の下面には前記ホルダ下部挿入溝１１ａの後端部に左右（Ｙ軸方向）一対のホルダ保持アーム１２が鉛直なヒンジ軸１２ａ回りに回転可能に支持されている。各ホルダ保持アーム１２は前後方向（Ｘ軸方向）に延びており、その先端部（前端部）にはそれぞれホルダ保持ローラ１３，１３が鉛直軸回りに回転可能に支持されている。また、前記ホルダ保持アーム１２，１２には、引張ばね（アーム先端部接近用弾性部材）１４により、前端部のホルダ保持ローラ１３，１３が常時接近する方向の力が作用している。前記ホルダ保持アーム１２，１２は、前記ホルダ支持プレート１１の下面に固定されたストッパ（アーム間隔保持部材）１５，１５により、ホルダ保持ローラ１３，１３が所定の距離以下に接近しないように構成されている。
すなわち、試料ホルダ搬送部材Ｃが試料ホルダＨを保持していない状態において、前記引張ばね１４が前記ホルダ保持アーム１２，１２にその前端部を接近させる力を作用させても、ホルダ保持アーム１２，１２が前記ストッパ１５，１５に当接して、ホルダ保持アーム１２，１２の前端のホルダ保持ローラ１３，１３は所定距離に保持されるように構成されている。
【００２０】
図５は前記図１Ａに示す主ラックおよび連結ラックの連結構造の説明図である。
図６は連結ラックの後端部とラックガイドとの関連を示す図である。
図１、図５において、前記ホルダ支持プレート１１のホルダ支持部１１ｂ下面には前後方向（Ｘ軸方向）に直線状に延びる主ラック１７が固定されている。主ラック１７の右側面にはラック歯が形成されており、左側面には平面状の被ガイド部１７ａが形成されている。
前記符号１２〜１５で示された要素によりホルダ保持部材（１２〜１５）が構成され、符号１１〜１５で示された要素によりホルダ装着部Ｃ１が構成されており、前記符号Ｃ１，１７で示された要素により前記試料ホルダ搬送部材Ｃが構成されている。
前記主ラック１７の後端には連結プレート１８（図５参照）が鉛直なピン１９により回転可能に連結されている。前記連結プレート１８は２本のねじ２０により連結ラック２１の連結端部に固定連結されている。
図１、図６において連結ラック２１の自由端部には鉛直ピン２２が回転可能に支持されており、鉛直ピン２２の下端にはローラ支持プレート２３が固定されている。ローラ支持プレート２３に所定間隔離れた一対の被ガイドローラ２４，２４が鉛直軸回りに回転可能に支持されている。
【００２１】
図１〜図３において、前記試料交換室Ｂの底壁にはベースプレート２６が固定されており、ベースプレート２６上には複数の搬送ローラ支持部材２７および搬送ローラ支持部材２８が支持されている。搬送ローラ２８は各搬送ローラ支持部材２７により左右方向（Ｙ軸方向）に延びる水平軸回りに回転可能に支持されている。図１、図２においてホルダ支持プレート１１のホルダ支持部１１ｂおよび１１ｃの下面は、それぞれ３個の搬送ローラ２８により、前後方向（Ｘ軸方向）に搬送可能に支持されている。
ベースプレート２６上には、左側（−Ｙ側）部分にガイドローラ支持部材２９およびガイドローラ支持部材２９により鉛直軸回りに回転可能に支持された複数のガイドローラ（ガイド部材）３０ａ，３０ｂが配置されている。ガイドローラ３０ａは前記ホルダ支持プレート１１の被ガイド壁１１ｄの右側面に接触し、ガイドローラ３０ａは前記ホルダ支持プレート１１の被ガイド壁１１ｄの左側面に接触して、ホルダ支持プレート１１を前後方向（Ｘ軸方向）にガイドしている。
【００２２】
図１、図２において、ベースプレート２６上には、前記ガイドローラ支持部材２９の前側（Ｘ側）部分にガイドローラ支持部材３１およびガイドローラ支持部材３１により鉛直軸回りに回転可能に支持されたガイドローラ（ガイド部材）３２が配置されている。ガイドローラ３２は前記ホルダ支持プレート１１の被ガイド壁１１ｄの右側面に接触して、ホルダ支持プレート１１を前後方向（Ｘ軸方向）にガイドしている。
また、図１において、ベースプレート２６上には、右側（Ｙ側）且つ前側（Ｘ側）部分にガイドローラ支持部材３３およびガイドローラ支持部材３３により鉛直軸回りに回転可能に支持された複数のガイドローラ（ガイド部材）３４，３４が配置されている。ガイドローラ３４は前記主ラック１７の左側面に接触して、ホルダ支持プレート１１を前後方向（Ｘ軸方向）にガイドしている。
【００２３】
図１〜図３において、ベースプレート２６上にはレール状のラックガイド３６が支持されており、ラックガイド３６は全体としてＬ字型をしており、前後方向に延びる前側部分と左右方向に延びる後側部分とを有している。ラックガイド３６の側面は前記連結ラック２１の自由端の被ガイドローラ２４，２４（図６参照）をガイドしている。
前記ラックガイド３６の前端部近傍の右側（Ｙ側）には鉛直軸回りに回転可能なピニオン（ラック駆動ピニオン）３７が配置されておりピニオン３７はモータＭ（図３参照）により、正回転または逆回転される。主ラック１７および連結ラック２１はピニオン３７の正回転時には前方に移動し、逆回転時には後方に移動する。
【００２４】
図１、図２において、試料交換室Ｂと試料ステージＳＴとの間には前記ホルダ支持プレート１１下面を支持する搬送ローラ４１，４１および４２，４２と、前記主ラック１７の左側面および被ガイド壁１１ｄの右側面をガイドするガイドローラ４３，４３および４４，４４が回転可能に支持されている。
試料ステージＳＴはＸＹ平面内で移動するＸＹテーブルＴＡ（図２参照）に支持された回転テーブルＴＲ（図２参照）上に支持されており、前記搬送ローラ４２，４２、ガイドローラ４３，４３，４４，４４は前記ＸＹテーブルＴＡ上に支持されている。
試料ステージＳＴ上にはカンナ台４６が設けられており、カンナ台４６は前記ホルダ下部Ｈ２の下面の前後に延びるあり溝５（図３参照）が嵌合する形状を有している。前記カンナ台４６の後側にはストッパ４７が配置されている。ストッパ４７の後端面は前記カンナ台４６に装着されるあり溝５を有するホルダ下部Ｈ２の前端に当接して、試料ステージＳＴ上に装着される試料ホルダＨの位置決めする。
【００２５】
前記カンナ台４６およびストッパ４７の左右両側には、前記図４Ｄに示した一対のホルダ保持アーム１２、鉛直なヒンジ軸１２ａ、ホルダ保持ローラ１３、および引張ばね１４と同様の一対のホルダ保持アーム５２、鉛直なヒンジ軸５２ａ、ホルダ保持ローラ５３および引張ばね５４が配置されている。
前記引張ばね５４が前記ホルダ保持アーム５２，５２にその前端部を接近させる力を作用させため、ホルダ保持アーム５２，５２はその前端のホルダ保持ローラ５３，５３が前記カンナ台４６の前端部に当接した状態（所定距離離れた状態）で保持される。
前記ホルダ保持アーム５２，５２の左右両側にはガイドアーム５６，５６が配置されており、ガイドアーム５６の前端部にはローラ５７が左右に延びる水平軸回りに回転可能に支持されている。ガイドアーム５６，５６の左右方向の外側面は前記主ラック１７の左側面および被ガイド壁１１ｄの右側面をガイドし、ローラ５７，５７はホルダ支持プレート１１の下面を支持する。
【００２６】
（実施例１の作用）
図７は実施例１の作用説明図で試料ホルダが試料交換室と真空試料室の試料ステージとの間で移動する様子を示す図である。
図８は前記図７の試料ホルダと共に移動するラックの位置を示す図である。
図１〜図３において、仕切弁Ｖを遮断状態とし、開閉カバーＢａを開いた状態で試料ホルダＨを試料交換室Ｂのホルダ下部挿入溝１１ａの上方からホルダ保持アーム１２，１２の間に挿入する。試料ホルダＨのホルダ下部Ｈ２の下端部外周は前記ホルダ保持アーム１２，１２の間に挿入し易いように、下端に行く程先細りに形成されているので、試料ホルダＨのホルダ下部Ｈ２は前記一対のホルダ保持アーム１２，１２に挟持される。
その状態で前記開閉カバーＢａを閉塞して、試料交換室Ｂ内部を真空にしてから仕切弁Ｖを開放する。その状態で、前記モータＭ（図３参照）によりピニオン３７を正回転させると主ラック１７は前進（Ｘ方向に移動）する。このとき、主ラック１７とともにホルダ搬送部材Ｃおよび試料ホルダＨは前進する。
【００２７】
図７、図８において、前記主ラック１７およびホルダ搬送部材Ｃの移動に伴って、連結ラック２１の前記主ラック１７との連結端が移動するこのとき、主ラック１７の自由端部は前記ラックガイド３６に沿って移動し、図７の２点鎖線で示す位置および図８Ａ〜図８Ｃに示す位置に順次移動する。
図７、図８から分かるように、最初（試料ホルダＨをホルダ搬送部材Ｃに装着したとき）には、連結ラック２１に対する主ラック１７の折り曲げ角度が９０°であるが、前記主ラック１７の前進に伴って前記折り曲げ角度が広がって、最終的に折り曲げ角度は１８０°になって、前進する。
なお、前記モータＭによりピニオン３７を逆回転させることにより、ホルダ搬送部材Ｃを後退（試料ステージＳＴから試料交換室Ｂ側へ移動）させることができる。
【００２８】
図９は同実施例１のホルダ搬送部材に保持した試料ホルダを試料ステージに装着する場合の作用説明図で、図９Ａはホルダ搬送部材に保持した試料ホルダが試料ステージのホルダ保持アーム先端のホルダ保持ローラに当接した状態を示す図、図９Ｂは前記図９Ａの状態からホルダ搬送部材をさらに前進させた状態を示す図、図９Ｃは前記図９Ｂの状態からホルダ搬送部材をさらに前進させたて試料ホルダが試料ステージのホルダ保持アームに保持された状態を示す図である。
図９Ａにおいて、試料ホルダＨを保持した試料ホルダ搬送部材Ｃが試料ステージＳＴに向かって前進したとき、試料ステージＳＴのホルダ保持ローラ５３，５３は、ホルダ保持ローラ１３，１３の内側の周面に当接するようになっている。その状態でさらに試料ホルダ搬送部材Ｃを前進させると、ホルダ保持ローラ５３，５３は、試料ホルダＨの側面とホルダ保持ローラ１３，１３との間に侵入して、ホルダ保持ローラ１３，１３およびホルダ保持アーム１２，１２を外側に押し広げる（図９Ｂ参照）。
このとき、試料ホルダＨ下面のあり溝５の前端部（Ｘ端部）は、試料ステージＳＴのカンナ台４６の後端部（−Ｘ端部）に嵌合する。
【００２９】
前記図９Ｂの状態から試料ホルダ保持部材Ｃおよび試料ホルダＨをさらに試料ステージＳＴ側に前進させると、ホルダ保持ローラ５３，５３は試料ホルダＨの左右のホルダ側面３，４に沿って相対的に後方（−Ｘ方向）に移動する。このとき、試料ホルダ保持部材Ｃのホルダ保持アーム１２，１２は外側に広がってホルダ保持ローラ１３，１３は、試料ステージＳＴのホルダ保持アーム５２，５２の外側面に沿って前方に移動する。
そして、図９Ｃに示すように、試料ステージＳＴのホルダ保持アーム５２，５２後端部（−Ｘ端部）のホルダ保持ローラ５３，５３は試料ホルダＨの後側部（−Ｘ側部分）を挟持する。この図９Ｃの状態では、試料ホルダＨ下面のあり溝５は、試料ステージＳＴのカンナ台４６に嵌合しており、試料ホルダＨのホルダ前面２は試料ステージＳＴのストッパ５４の後端面（−Ｘ端面）に当接している。
【００３０】
前記図９Ｃに示す状態は試料ホルダＨが試料ステージＳＴに装着された状態である。この図９Ｃに示す状態で、試料ホルダ保持部材Ｃを後退させる（−Ｘ方向に移動させる）と、試料ホルダＨは試料ステージＳＴに装着されたまま、試料ホルダ保持部材Ｃのみが後退し、試料ステージＳＴから離れる。
【００３１】
なお、前記試料ステージＳＴに試料ホルダＨが装着された状態（図９Ｃに示す状態、すなわち、料ステージＳＴのホルダ保持アーム５２，５２後端部（−Ｘ端部）のホルダ保持ローラ５３，５３が試料ホルダＨの後側部を挟持する状態で、後方（−Ｘ方向）から試料ホルダ保持部材Ｃが試料ステージＳＴに向かって前進してきた場合には、前記図９で説明したホルダ保持アーム５２，５２とホルダ保持アーム１２，１２との作用が逆になる。
すなわち、試料ステージＳＴのホルダ保持アーム５２，５２先端部のホルダ保持ローラ５３，５３が試料ホルダＨの後側部を挟持している状態（図９Ｃ参照）で、試料ホルダ保持部材Ｃが前進してくると、試料ホルダ保持部材Ｃのホルダ保持アーム１２，１２のホルダ保持ローラ１３，１３が、試料ホルダＨの後側部とホルダ保持ローラ５３，５３との間に侵入する。そして、さらに試料ホルダ保持部材Ｃを前進させると、ホルダ保持ローラ１３，１３は試料ホルダＨの左右のホルダ側面３，４に沿って前進し、前側部を挟持する。その状態で、試料ホルダ保持部材Ｃを後退させることにより、試料ホルダＨを試料ステージＳＴから離脱させて後方（−Ｘ方向に移動させることができる。
【００３２】
したがって、前記試料ステージＳＴ、試料ホルダＨ、試料ホルダ保持部材Ｃは、試料ホルダ保持部材Ｃの前進および後退のみで、試料ホルダＨを試料ステージＳＴと試料ホルダ保持部材Ｃとの間で交換可能（着脱可能）であり、且つ、試料ホルダ保持部材Ｃに装着した試料ホルダＨを搬送可能である。
【００３３】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。
（Ｈ01）主ラック１７はホルダ支持プレート１１と別体に成形してから、ホルダ支持プレート１１下面に固着したり、ホルダ支持プレート１１と一体成形したりすることが可能である。
（Ｈ02）前記連結ラック２１は１本で構成されていたが直列に連結された複数のラックにより構成することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
前述の本発明の試料ホルダ搬送装置は、下記の効果（Ｅ01），（Ｅ02）を奏することができる。
（Ｅ01）コンパクトに折り曲げることが可能な搬送機構を備えた試料ホルダ搬送装置を提供することができる。
（Ｅ02）搬送方向に往復移動するだけで試料ホルダ搬送装置と試料ステージとの間で試料ホルダの交換を行える小型の試料ホルダ搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明の実施例１の試料ホルダ搬送装置および試料ホルダの平面図である。
【図２】 図２は前記図１のII−II線断面図である。
【図３】 図３は前記図１のIII−III線断面図である。
【図４】 図４は前記図１に示す試料ホルダ搬送部材の説明図で、図４Ａは上面図、図４Ｂは前記図４Ａの矢印IＶＢから見た図、図４Ｃは前記図４Ａの矢印IＶＣから見た図、図４Ｄは図４Ｃの矢印IＶＤから見た図である。
【図５】 図５は前記図１Ａに示す主ラックおよび連結ラックの連結構造の説明図である。
【図６】 図６は連結ラックの後端部とラックガイドとの関連を示す図である。
【図７】 図７は実施例１の作用説明図で試料ホルダが試料交換室と真空試料室の試料ステージとの間で移動する様子を示す図である。
【図８】 図８は前記図７の試料ホルダと共に移動するラックの位置を示す図である。
【図９】 図９は同実施例１のホルダ搬送部材に保持した試料ホルダを試料ステージに装着する場合の作用説明図で、図９Ａはホルダ搬送部材に保持した試料ホルダが試料ステージのホルダ保持アーム先端のホルダ保持ローラに当接した状態を示す図、図９Ｂは前記図９Ａの状態からホルダ搬送部材をさらに前進させた状態を示す図、図９Ｃは前記図９Ｂの状態からホルダ搬送部材をさらに前進させたて試料ホルダが試料ステージのホルダ保持アームに保持された状態を示す図である。
【図１０】 図１０は従来の試料ホルダ搬送装置の１例の説明図で、図１０Ａは平面図、図１０Ｂは側面図である。
【図１１】 図１１は従来の試料ホルダ搬送装置の他の例の概略説明図で、図１１Ａは平面図、図１１Ｂは側面図である。
【符号の説明】
Ｃ…ホルダ搬送部材、Ｃ１…ホルダ装着部、Ｈ…試料ホルダ、Ｈ１…試料保持部、Ｈ２…被保持部、ＳＴ…試料ステージ、Ｕ…試料ホルダ搬送装置、
１…被保持部（Ｈ２）の後面、２…被保持部（Ｈ２）の前面、３，４…被保持部（Ｈ２）の左右の側面、１１ａ…ホルダ被保持部挿入溝、１１ｂ，１１ｃ…ホルダ支持部、１１ｄ，１７ａ…被ガイド部、１２…ホルダ保持アーム、１４…引張ばね（アーム先端部接近用弾性部材）、１５…アーム間隔保持部材、１７…主ラック、２１…連結ラック、３０ａ，３０ｂ，３２，３４，４３，４４…ガイド部材、３６…ラックガイド、３７…ラック駆動ピニオン、５３…ホルダ保持アーム、
（１２〜１５）…ホルダ保持部材（搬送装置側ホルダ保持部材）、
（５２〜５５）…ホルダ保持部材（ステージ側ホルダ保持部材）、

Claims (2)

1. 下記（Ａ01）〜（Ａ04）の要件を備えたことを特徴とするホルダ搬送装置、
   （Ａ01）搬送経路に沿って配置されたガイド部材によりガイドされる被ガイド部と、試料ホルダが装着されるホルダ装着部と、直線に沿って主ラック歯が形成された主ラックとを有するホルダ搬送部材、
   （Ａ02）前記主ラックに対して一直線状に延びた伸長状態と所定角度をなす折曲げ状態との間で回動可能に、前記主ラックの端部に連結され且つ、且つ前記伸長状態では前記主ラック歯と連続する連結ラック歯を有する連結ラック、
   （Ａ03）連結ラックの移動経路であるラック移動経路に沿って配置され、前記連結ラックをガイドするラックガイド、
   （Ａ04）前記ラック移動経路に配置され且つ前記主ラックおよび連結ラックの歯に順次噛み合って回転するラック駆動ピニオン。
2. 下記の構成要件（Ａ05），（Ａ06）を備えたことを特徴とする請求項１記載の試料ホルダ搬送装置、
   （Ａ05）前記ホルダ搬送部材に保持された前記試料ホルダが装着される試料ステージに前記ホルダ搬送部材が向かう方向を前方向とし、前記ホルダ搬送部材が前記試料ステージから離れる方向を後方向とし、上下方向および前後方向に直交する方向を左右方向とした場合に、
   前記試料ホルダの上部に設けた幅広の試料保持部の下面中央部から下方に突出する被保持部が挿入される開口が試料ホルダ搬送方向の前端に形成されたＵ字状のホルダ被保持部挿入溝と前記試料保持部の下面を支持するホルダ支持部とを有する前記ホルダ装着部、
   （Ａ06）前記ホルダ支持部の下面に回転可能に支持され且つ左右方向に離れて前後方向に延びる一対のホルダ保持アームと、前記一対のホルダ保持アームの前端部を接近させるように作用するアーム先端部接近用弾性部材と、前記一対のホルダ保持アームの前端部の間隔を所定間隔に保持するアーム間隔保持部材とを有し、前記一対のホルダ保持アームは、前記アーム間隔保持部材により所定間隔に保持された前記一対のホルダ保持アームの前端部であるアーム先端部を試料ホルダの前記被保持部の後面に押圧したときに前記一対のアーム先端部が前記被保持部の後面および左右の側面により押し広げられて左右の側面に沿って前面に移動した状態で前記試料ホルダを保持するホルダ保持部材。

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