JP5366589B2 - 試料容器及びグロー放電分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料を収容保持する試料容器、並びに該試料容器及び電極を有するグロー放電分析装置本体を備えたグロー放電分析装置に関する。

試料表面の深さ方向元素分析にグロー放電分光分析装置が利用されている。グロー放電分光分析装置には、例えば、マーカス型のグロー放電管が設けられている。グロー放電管は、露出した陽極と、該陽極を囲繞するように収容し、試料表面が陽極に対向するように陽極を支持する支持ブロックとを備える。
支持ブロックは、該支持ブロックに押圧された試料によって封止される。そして、該陽極と、試料との間にはアルゴン等の不活性ガスが供給され、高周波電圧が印加される。高周波電圧が印加された陽極と、試料との間には、グロー放電が発生する。グロー放電によって発生したイオンは試料表面に衝突し、試料表面の原子がたたき出される。該原子は、プラズマ中で励起し、基底状態に戻る際、元素固有の波長を有する光（以下、グロー放電発光という）を放射する。グロー放電分光分析装置は、グロー放電発光を分光器にて分光分析し、試料表面の元素を同定する。

一方、グロー放電分光分析装置にセットされた試料周辺に密閉空間を形成し、不活性ガスを通流させることによって、試料及び陽極間への大気の侵入を確実に防止することができるグロー放電分光分析装置が開示されている（例えば、特許文献１、２）。
また、特許文献１、２と同様の構成によって、小さな外形サイズの試料又は分析面を含む表面全体が細かい凹凸面又は多孔質の面になった試料であっても、試料及び陽極間への大気の侵入を確実に防止し、分光分析を正確に行うことができるグロー放電分光分析装置が開示されている（例えば、特許文献３）。

特開２００４−１５１０４２号公報 特開２００５−２５７５０６号公報 特開平８−１９３９５３号公報

しかしながら、従来のグロー放電分光分析装置は、グロー放電分光分析装置にセットされた試料周辺に密閉空間を形成し、不活性ガスを通流させる構成であるが、グロー放電分光分析装置に試料をセットする際には、試料が空気に晒される。従って、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する試料、例えばリチウムイオン電池素材を分光分析することができないという問題があった。
なお、原理的には、パージガス置換型のグローブボックス中にグロー放電分光分析装置を設置し、不活性ガス雰囲気中で試料の分光分析を行うことも考えられる。しかし、グロー放電分光分析装置を収容できるような専用の大型グローブボックスを用意することは困難であり、非現実的である。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する試料のグロー放電分析を可能にする試料容器及びグロー放電分析装置を提供することを目的とする。

本発明に係る試料容器は、試料を収容し、グロー放電分析装置本体の電極に該試料が対向するように保持する試料容器であって、開口部を有し、試料を収容する試料収容体と、前記電極及び試料が密封されるように、前記試料収容体をグロー放電分析装置本体に着脱可能に取り付けるための取付部と、前記グロー放電分析装置本体から離脱した前記試料収容体の開口部を開閉させるシャッタ部材と、前記試料収容体の開口部と異なる側面に設けられた孔部及び前記シャッタ部材の窓部とを進退可能であり、試料をグロー放電分析装置本体の試料保持体へ押圧するための電圧印加電極である試料押圧部材とを備えることを特徴とする。

本発明に係る試料容器は、前記試料収容体は、前記試料収容体に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、前記試料収容体から不活性ガスを排気する不活性ガス排気口とを備えることを特徴とする。

本発明に係る試料容器は、前記不活性ガス供給口は逆止弁を備え、前記不活性ガス排気口は、前記試料収容体内の圧力が所定圧力以上になった場合に開状態になる安全弁を備え、前記シャッタ部材は、前記不活性ガス供給口及び不活性ガス排気口よりも前記開口部側に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る試料容器は、前記試料収容体は、略中央に孔部が形成された円板部及び該円板部に周設された円筒部を有する有底円筒状をなし、更に、前記円板部の孔部に進退可能に貫装されており、試料をグロー放電分析装置本体へ押圧するための試料押圧部材と、前記孔部及び前記試料押圧部材間をシールする第１のシール部材と、前記試料収容体及び前記シャッタ部材間をシールする第２のシール部材と、前記試料収容体及び前記グロー放電分析装置本体間をシールする第３のシール部材とを備えることを特徴とする。

本発明に係るグロー放電分析装置は、電極を有するグロー放電分析装置本体と、上述のいずれか一つの試料容器とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、試料容器は取付部を備えているため、グロー放電分析装置本体から試料容器を取り外すことができる。従って、グロー放電分析装置本体から取り外した試料容器のみを、パージガス置換型のグローブボックスに搬入することが可能になる。
また、試料容器は、試料を出し入れするための開口部と、開口部を開閉するシャッタ部材とを備えているため、グロー放電分析装置本体から取り外した試料容器の開口部を開き、試料を収容し、該開口部を閉じることができる。従って、グローブボックスの不活性ガス雰囲気中で、試料容器に試料を収容することが可能になる。また、試料容器の開口部を閉じることによって、空気に晒すことなく、試料をグローブボックスから搬出することが可能になる。
更に、試料容器は取付部を備えているため、グロー放電分析装置本体の電極及び試料が密封されるように、試料容器をグロー放電分析装置本体に取り付けることができる。従って、グロー放電分析装置本体に試料容器を取り付け、開口部を開くことによって、試料を空気に晒すことなく、試料及び電極を対向配置することができ、該試料の分析が可能になる。
よって、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する試料のグロー放電分析が可能になる。

本発明にあっては、試料収容体は、不活性ガス供給口及び不活性ガス排気口を備えている。従って、不活性ガス供給口にて不活性ガスを試料収容体に供給し、不活性ガス排気口にて不活性ガスを排気することによって、試料収容体内を不活性ガスで置換することが可能になる。

本発明にあっては、不活性ガス供給口は逆止弁を備え、不活性ガス排気口は安全弁を備える。このため、シャッタ部材を不活性ガス供給口及び不活性ガス排気口よりも開口部側に設けても、シャッタ部材を閉じることによって、試料収容体を密閉することが可能になる。
従って、不活性ガス供給口及び不活性ガス排気口をシャッタ部材よりも開口部側に設ける場合に比べ、密閉可能な試料収容空間の容積をより大きくすることが可能になる。言い換えると、所用の試料収容空間を確保し、試料容器を小型化することが可能になる。
また、試料容器をグロー放電分析装置本体に取り付けた状態における、シャッタ部材と、グロー放電分析装置間本体との距離を短くすることができるため、試料容器取付時の密閉空間に残留する空気の量を最小限にすることが可能になる。なお、僅かに残留した空気は、グロー放電分析装置本体によって排気される。

本発明にあっては、グロー放電分析装置本体に取り付けられた試料容器の開口部を開き、試料押圧部材をグロー放電分析装置本体側へ移動させることによって、試料をグロー放電分析装置本体へ押圧することができる。
また、第１乃至第３シール部材によって、試料収容体と、試料押圧部材、シャッタ部材及びグロー放電分析装置本体との間をシールする。

本発明によれば、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する試料のグロー放電分析が可能になる。

本発明の実施の形態１に係る試料容器の構成を模式的に示す斜視図である。 試料容器の構成を模式的に示す側断面図である。 図２のIII−III線断面図である。 試料容器を備えたグロー放電分光分析装置の構成を模式的に示す側断面図である。 開状態にある試料容器の構成を模式的に示す斜視図である。 開状態にある試料容器の構成を模式的に示す側断面図である。 試料押圧部材にて、試料をグロー放電分光分析装置本体側に押圧した状態にある試料容器の構成を模式的に示す側断面図である。 試料容器の使用手順を示す流れ図である。 変形例に係るグロー放電分光分析装置を用いた試料の交換方法を説明するための説明図である。 実施の形態２に係るグロー放電分光分析装置の構成を模式的に示す斜視図である。 グロー放電分光分析装置の要部を模式的に示す横断面図である。 試料収容室が開状態にあるグロー放電分光分析装置の構成を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る試料容器１の構成を模式的に示す斜視図、図２は、試料容器１の構成を模式的に示す側断面図、図３は、図２のIII−III線断面図、図４は、試料容器１を備えたグロー放電分光分析装置の構成を模式的に示す側断面図である。本実施の形態１に係るグロー放電分光分析装置は、図４に示すように、陽極３３（電極）を有するマーカス型のグロー放電管３及び分光器４が設けられたグロー放電分光分析装置本体２と、試料Ｓを収容し、該試料Ｓが陽極３３に対向するように保持する試料容器１とを備える。
対向した陽極３３と、試料Ｓとの間には、不活性ガスが供給され、高周波電圧が印加される。高周波電圧の印加によって、陽極３３と、試料Ｓとの間にはグロー放電が発生する。グロー放電によって発生したイオンは試料Ｓ表面に衝突し、試料Ｓの原子がたたき出される。該原子は、プラズマ中で励起し、基底状態に戻る際、元素固有の波長を有するグロー放電発光Ｌを放射する。グロー放電発光Ｌは、分光器４に入射し、演算部６１によって分光分析されるように構成されている。

＜試料容器１の構成＞
本実施の形態１に係る試料容器１は、開口部１１ｃを有し、試料Ｓを収容する試料収容体１１と、試料収容体１１の開口部１１ｃを開閉させるスライド式のシャッタ部材１２とを備える。

試料収容体１１は、円板部１１ａと、円板部１１ａに対して略垂直に周設された円筒部１１ｂと、円筒部１１ｂの開放側にシャッタ部材１２をスライド自在に保持するシャッタ保持環１１ｆとを有し、有底円筒状をなしている。

円板部１１ａの略中央には孔部１１ｄが形成されており、孔部１１ｄには、試料Ｓをグロー放電分光分析装置本体２側へ押圧するための試料押圧部材１３が、試料収容体１１の中心線方向へ進退可能に貫装している。試料押圧部材１３は、円柱部分１３ａと、円柱部分１３ａのグロー放電分光分析装置本体２部側を拡径してなる試料保持押圧部１３ｂとを有する。試料保持押圧部１３ｂは、試料Ｓが貼着された金属プレートＭを磁力によって保持する磁石を備える。なお、試料保持部１３ｂ全体を磁石で構成しても良い。試料保持押圧部１３ｂに磁石を備えることによって、金属プレートＭに試料Ｓを貼着し、試料Ｓが貼着された金属プレートＭを試料保持押圧部１３ｂに保持させることができる。従って、試料Ｓを試料保持押圧部１３ｂに直接貼着させる構成に比べて、より容易に試料Ｓを試料保持押圧部１３ｂに取り付けることが可能になる。
また、試料押圧部材１３は、電圧印加電極を兼ねている。分光分析の際、試料押圧部材１３には、図示しない高周波電源が接続され、高周波電圧が印加される。孔部１１ｄの内周面には、試料収容体１１と、試料押圧部材１３の円柱部分１３ａとの間をシールするシール部材（第１のシール部材）１６ａが設けられている。シール部材１６ａは、例えばＯリングである。

円筒部１１ｂは、図３に示すように、シャッタ部材１２の両側部を挟むように、開放端側周縁部の適宜箇所から該円筒部１１ｂの中心線方向へ延設され、シャッタ保持環１１ｆに螺合する雄ねじ１１ｅを有する。より詳細には、雄ねじ１１ｅは、シャッタ部材１２の側部に当接する平面部分と、円筒部１１ｂの外周面に倣うように形成された円弧面部分と、円弧面部分の外周面先端部に形成されたねじ部とで構成されている。また、円筒部１１ｂの開放端側環状面には、試料収容体１１の円筒部１１ｂと、シャッタ部材１２との間をシールするシール部材（第２のシール部材）１６ｂが設けられている。
また、試料収容体１１の円筒部１１ｂには、試料収容体１１に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口１４と、試料収容体１１から不活性ガスを排気する不活性ガス排気口１５とが設けられている。不活性ガス供給口１４には、逆止弁１４ａが設けられ、不活性ガス排出口には、試料収容体１１内の圧力が所定圧力以上になった場合に開状態になる安全弁１５ａが設けられている。

シャッタ保持環１１ｆは、雄ねじ１１ｅが内嵌する環状凹部を有し、環状凹部には、雄ねじ１１ｅが螺合する雌ねじ１１ｇが形成されている。雄ねじ１１ｅと、シャッタ保持環１１ｆの雌ねじ１１ｇとが螺合した場合、シャッタ保持環１１ｆは円筒部１１ｂに締結され、シャッタ部材１２は、円筒部１１ｂと、シャッタ保持環１１ｆとの間に挟まれた状態で保持される。以下、シャッタ部材１２が締結されるシャッタ保持環１１ｆの回転方向を締結方向、シャッタ部材１２の締結が解除されるシャッタ保持環１１ｆの回転方向を締結解除方向という。
また、シャッタ保持環１１ｆの円筒部１１ｂ側環状面には、シャッタ部材１２と、シャッタ保持環１１ｆとの間をシールするシール部材（第２のシール部材）１６ｃが設けられている。
更に、シャッタ保持環１１ｆのグロー放電分光分析装置本体２側環状面には、試料収容体１１と、グロー放電分光分析装置本体２との間をシールするシール部材（第３のシール部材）１６ｄが、設けられている。
更にまた、シャッタ保持環１１ｆのグロー放電分光分析装置本体２側には、陽極３３及び試料Ｓが密封されるように、試料収容体１１をグロー放電分光分析装置本体２に着脱可能に取り付けるための取付部１１ｈが形成されている。取付部１１ｈは、シャッタ保持環１１ｆのグロー放電分光分析装置本体２側へ突出した環状部と、図１に示すように、環状部の周方向に沿った適宜箇所に複数形成されたＬ字状溝部とで構成されている。

シャッタ部材１２は、試料収容体１１の開口部１１ｃを閉塞する略長方形の閉鎖板１２ａを備える。閉鎖板１２ａの短辺は、円筒部１１ｂの内径より大寸法、円筒部１１ｂの外径より小寸法である。閉鎖板１２ａの長辺は、円筒部１１ｂの外径の２倍超の寸法であり、閉鎖板１２ａの長手方向一端側には、試料収容体１１の開口部１１ｃを開放するための円形の窓部１２ｂが形成され、長手方向他端側にて開口部１１ｃを閉鎖するように構成されている。窓部１２ｂの直径は、円筒部１１ｂの内径と略同一寸法である。閉鎖板１２ａの長手方向両端には、鉤型の抜け止め部１２ｃ，１２ｄが設けられている。

＜グロー放電分光分析装置本体２の構成＞
グロー放電分光分析装置本体２は、グロー放電管３、分光器４、試料Ｓをグロー放電管３へ押圧するための押圧ピストン５、演算部６１、表示部６２及びプリンタ部６３を備える。

グロー放電管３は、陽極３３を支持する円柱状の陽極支持ブロック３１を備える。陽極支持ブロック３１は、一端面略中央部に陽極３３が嵌合する凹部を有する。
陽極３３は、前記凹部に嵌合する円板状の陽極基部３３ａを有する。陽極基部３３ａの略中央には、中心線方向に貫通した陽極光路孔３３ｂと、外側へ臨むように突出した陽極円筒部３３ｃとが形成されている。
また、陽極支持ブロック３１は、中心線方向に貫通した光路孔３１ｃを略中央部に有する。光路孔３１ｃの分光器４側端部には、グロー放電発光Ｌを分光器４へ導くレンズ３６が配されている。陽極円筒部３３ｃ及び試料Ｓ間で発生したグロー放電発光Ｌは、陽極円筒部３３ｃ、陽極光路孔３３ｂ、光路孔３１ｃ及びレンズ３６を通じて、分光器４へ導かれる。
更に、陽極支持ブロック３１は、光路孔３１ｃ、陽極光路孔３３ｂ、陽極円筒部３３ｃへ不活性ガスを供給する不活性ガス導入路３１ａと、光路孔３１ｃ等を通流した不活性ガスを排気する不活性ガス排気路３１ｂを有する。

また、グロー放電管３は、絶縁性の試料保持体３４を備える。試料保持体３４は、外径が陽極基部３３ａと同寸法で円環状をなし、略中央部に貫通孔３４ａが形成されている。試料保持体３４は、陽極円筒部３３ｃに間隙を有して外嵌している。また、貫通孔３４ａの周縁部には、陽極円筒部３３ｃに対向するように、試料Ｓをグロー放電ランプに押圧することによって、貫通孔３４ａを封止するためのＯリング３５が設けられている。試料保持体３４は、陽極３３と共に、固定環３２によって陽極支持ブロック３１にねじ止め固定されている。固定環３２の外周面には、取付部１１ｈに係合し、試料容器１をグロー放電分光分析装置本体２に係止させる係合突起３２ａが複数形成されている。

分光器４は、入射スリット４１、回折格子４２、出射スリット４３、光電子増倍管４４を備える。レンズ３６に入射したグロー放電発光Ｌは、入射スリット４１で焦点を結ぶ。入射スリット４１を通過した光は、回折格子４２によって回折され、回折によって元素特有のスペクトルに分けられたスペクトル光は出射スリット４３を通過し、光電子増倍管４４によって検出される。

光電子増倍管４４によって検出されたスペクトル光の情報は、演算部６１へ出力される。演算部６１は、該情報に基づいて、分光分析を行い、分光分析結果を表示部６２又はプリンタ部６３へ出力する。

＜試料容器１の動作説明＞
図５は、開状態にある試料容器１の構成を模式的に示す斜視図、図６は、開状態にある試料容器１の構成を模式的に示す側断面図である。本実施の形態１に係る試料容器１は、図１，２，５，６に示すように、シャッタ部材１２を長手方向へ移動させることによって、試料収容体１１の開口部１１ｃを開閉させることができる。

図７は、試料押圧部材１３にて、試料Ｓをグロー放電分光分析装置本体２側に押圧した状態にある試料容器１の構成を模式的に示す側断面図である。本実施の形態１に係る試料容器１は、試料容器１をグロー放電分光分析装置本体２に取り付け、図６及び図７に示すように、試料押圧部材１３をグロー放電分光分析装置本体２側へ押し込むことによって、試料Ｓを陽極円筒部３３ｃに対向させ、貫通孔３４ａを封止することができる。

＜試料容器１の使用方法＞
図８は、試料容器１の使用手順を示す流れ図である。
まず、試料容器１及び試料Ｓをパージガス置換型のグローブボックスに搬入する（ステップＳ１）。試料容器１がグロー放電分光分析装置本体２に取り付けられている場合、グロー放電分光分析装置本体２から試料容器１を取り外して、グローブボックスに搬入する。

グローブボックスの作業室内を不活性ガスで置換した後、シャッタ保持環１１ｆを締結解除方向へ回転させ、図５に示すように、試料容器１のシャッタ部材１２を開方向へ移動させ、開口部１１ｃを開く（ステップＳ２）。そして、金属プレートＭに試料Ｓを貼着し、試料Ｓが貼着された金属プレートＭを試料保持押圧部１３ｂに保持させ（ステップＳ３）、図１に示すように、シャッタ部材１２を閉方向へ移動させ、シャッタ保持環１１ｆを締結方向へ回転させることによって開口部１１ｃを閉じる（ステップＳ４）。

次いで、試料Ｓを収容した試料容器１をグローブボックスから搬出する（ステップＳ５）。試料容器１は密閉されているため、空気が試料容器１に侵入することはない。従って、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する不安定な試料Ｓを、空気に晒すことなく試料容器１に収容し、試料Ｓを収容した試料容器１をグローブボックスからグロー放電分光分析装置本体２へ搬送することができる。

そして、グロー放電分光分析装置本体２に試料容器１を取り付ける（ステップＳ６）。具体的には、係合突起３２ａと、取付部１１ｈのＬ字状溝部との位置を合わせて、試料容器１をグロー放電管３側へ押し込む。そして、試料容器１を回転させることによって、係合突起３２ａをＬ字状溝部に係合させて、グロー放電分光分析装置本体２に取り付ける。

そして、グロー放電分光分析装置本体２側の図示しない真空ポンプを用いて、シャッタ部材１２及びグロー放電分光分析装置本体２間の空間の真空引きを行う（ステップＳ７）。真空引きは、該空間の圧力が所定圧力未満に到達するまで行い、所定圧力未満に到達した場合、真空引きを停止させる。次いで、グロー放電分光分析装置本体２側の図示しない不活性ガス供給ガスボンベを用いて、不活性ガス導入路３１ａ及び不活性ガス排気路３１ｂを通じた不活性ガスの供給及び排気を行い、シャッタ部材１２及びグロー放電分光分析装置本体２間の空間に不活性ガスを供給し、また試料容器１の不活性ガス供給口１４に図示しない不活性ガス供給ガスボンベを接続し、不活性ガスを試料容器１に供給することによって、試料収容体１１内部を不活性ガスに置換する（ステップＳ８）。なお、試料収容体１１内部を不活性ガスに置換するための第１の不活性ガス供給路と、不活性ガス導入路３１ａに接続され、シャッタ部材１２及びグロー放電分光分析装置本体２間の空間を不活性ガスに置換する第２の不活性ガス供給路とをグロー放電分光分析装置本体２に夫々設けても良い。この場合、一の不活性ガス供給ガスボンベを用いて、各部を不活性ガスに置換することが可能になる。

次いで、試料収容体１１に不活性ガスを供給しながら、シャッタ保持環１１ｆを締結解除方向へ回転させ、図６に示すように、シャッタ部材１２を開方向へ移動させて、開口部１１ｃを開き（ステップＳ９）、図７に示すように試料押圧部材１３を押し込み、試料Ｓを陽極３３に対向配置させる（ステップＳ１０）。試料Ｓは、Ｏリング３５を介して試料保持体３４に押圧されることによって、貫通孔３４ａは封止される。

そして、グロー放電分光分析装置本体２側の図示しない真空ポンプを用いて、シャッタ部材１２及びグロー放電分光分析装置本体２間の空間の真空引きを行う（ステップＳ１１）。真空引きは、該空間の圧力が所定圧力未満に到達するまで行い、所定圧力未満に到達した場合、真空引きを停止させる。次いで、試料Ｓと、陽極３３との間に高周波電圧を印加することによって、グロー放電発光Ｌを発生させ、分光分析を行う（ステップＳ１２）。

以上のように構成された、実施の形態１に係る試料容器１及びグロー放電分光分析装置にあっては、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する試料Ｓのグロー放電分光分析が可能になる。

また、試料収容体１１は、不活性ガス供給口１４及び不活性ガス排気口１５を備えているため、不活性ガスを給排気することによって、試料収容体１１内を不活性ガスで置換することが可能になる。従って、試料Ｓが空気に晒されることをより確実に防止することができる。

更に、不活性ガス供給口１４及び不活性ガス排気口１５には、夫々逆止弁１４ａ及び安全弁１５ａが設けられ、シャッタ部材１２は、不活性ガス供給口１４及び不活性ガス排気口１５よりも開口部１１ｃ側に設けられている。
従って、所用の試料Ｓ収容空間を確保し、かつ試料容器１を小型化することが可能になる。
また、試料容器１をグロー放電分光分析装置本体２に取り付けた状態における、シャッタ部材１２と、グロー放電分光分析装置間本体との距離を短くすることができるため、試料容器１取付時の密閉空間に残留する空気の量を最小限にすることができ、試料Ｓが空気に晒されることをより確実に防止することができる。

更にまた、試料容器１をグロー放電分光分析装置本体２に取り付け、試料収容体１１を密閉したまま、試料押圧部材１３をグロー放電分光分析装置本体２側へ移動させ、試料Ｓと、陽極円筒部３３ｃとを対向させることができる。従って、グローブボックス内で試料Ｓを試料容器１に収容する際、試料Ｓと、陽極円筒部３３ｃとの距離を厳密に調整する必要はなく、試料Ｓを簡易に収容し、試料Ｓ及び陽極円筒部３３ｃを対向配置させることができる。

更にまた、グロー放電分光分析装置本体２にグローブボックスを設け、或いは、グロー放電分光分析装置本体２を収容可能な専用のグローブボックスを用意する場合に比べ、部品点数を減少させることができる。従って、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する試料Ｓの分光分析を低コストで行うことができる。

なお、本実施の形態１では、試料収容体に不活性ガス排気口及び不活性ガス吸気口を備えているが、不活性ガス排気口及び不活性ガス吸気口を設けないように構成しても良い。また、不活性ガス排気口及び不活性ガス吸気口のいずれか一方を備えるように構成しても良い。グロー放電分光分析装置本体の不活性ガス吸気路及び不活性ガス排気路を通じて、試料容器内に不活性ガスを通流させることも可能である。

また、本実施の形態１では、進退可能な試料押圧部材を備えているが、試料と、陽極円筒部とを対向させることが可能であれば、他の構成を採用しても良い。例えば、円板部に弾性部材からなる試料押圧部材を貫通させて固定し、試料容器をグロー放電分光分析装置本体に取り付けた場合、該試料押圧部材によって試料が陽極円筒部側へ付勢されるように構成すれば良い。このように構成された場合、孔部及びシール部材を設ける必要が無く、試料容器をより確実に密閉させることができる。

更に、試料容器の開口部を開閉させる機構として、スライド式のシャッタ部材を例示したが、開口部の開閉機構はこれに限定されない。例えば、アイリス型ダイヤフラムシャッタ、ロータリ型シャッタにて、試料容器の開口部を開閉するように構成しても良い。

更にまた、試料容器の取付部の構成も、本実施の形態１の構成に限定されない。例えば、ねじ機構で固定するように構成しても良い。

更にまた、本実施の形態１では、グロー放電分析装置を説明したが、グロー放電を用いた質量分析装置、その他の分析装置に本発明を適用しても良い。

（変形例）
変形例に係るグロー放電分光分析装置は、グロー放電分光分析装置本体２に対する試料容器１の取り付けを一度行うだけで、複数の試料Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の分光分析を可能にするものである。変形例に係る試料容器１は、試料容器１をグロー放電分光分析装置本体２に取り付けた場合に、試料押圧部材１３の円柱部分１３ａの中心線Ａ１と、陽極円筒部３３ｃの中心線Ａ２とが芯ずれするように構成されている（図９参照）。より具体的には、グロー放電分光分析装置本体２に取り付けられた試料容器１の円板部１１ａの中心線と、陽極円筒部３３ｃの中心線とが略一致するように陽極３３を設け、かつ試料容器１を構成する円板部１１ａの中心から所定距離離隔した部位に孔部１１ｄを形成し、該孔部１１ｄに試料押圧部材１３を進退可能に貫装すれば良い。逆に、グロー放電分光分析装置本体２に取り付けられた試料容器１の円板部１１ａの中心線と、陽極円筒部３３ｃの中心線とが芯ずれするように陽極３３を設け、かつ試料容器１を構成する円板部１１ａの中心に孔部１１ｄを形成し、該孔部１１ｄに試料押圧部材１３を進退可能に貫装すれば良い。また、試料押圧部材１３は、試料容器１の円板部１１ａに対して回動可能に貫装している。

図９は、変形例に係るグロー放電分光分析装置を用いた試料Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の交換方法を説明するための説明図である。変形例に係る試料容器１は、円柱部分１３ａの中心線Ａ１と、陽極円筒部３３ｃの中心線Ａ２とが芯ずれしているため、中心線Ａ１の周方向に沿って試料Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を配した場合、図９（ａ）〜（ｄ）に示すように試料押圧部材１３を円板部１１に対して回動させることによって、試料Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を各別に陽極円筒部３３ｃに対応配置させることができる。従って、試料容器１をグロー放電分光分析装置本体２に一度取り付けるだけで、４回の測定が可能になる。
なお、言うまでもなく、金属プレートＭに貼着する試料の数は４つに限定されない。

（実施の形態２）
以下では、本発明の課題を解決することができるグロー放電分光分析装置の他の実施形態を説明する。
図１０は、実施の形態２に係るグロー放電分光分析装置の構成を模式的に示す斜視図、図１１は、グロー放電分光分析装置の要部を模式的に示す横断面図である。グロー放電分光分析装置は、実施の形態１と同様のグロー放電分光分析装置本体２を備える。実施の形態２に係るグロー放電分光装置は、陽極３３を覆うように形成されたグローブボックス装置７を備える。

グローブボックス装置７は、陽極３３に試料Ｓを取り付けるために必要な作業空間を有する試料収容室７１を備える。試料収容室７１は、グロー放電分光分析装置に固定された矩形の底板部７１ａ、該底板部７１ａに対して略垂直に形成された正面壁７１ｂ、側面視が略五角形の側壁７１ｃ、天板７１ｄ及び扉体７１ｅを備え、構成されている。扉体７１ｅは、開閉が可能であり、扉体７１ｅには透明の作業窓７１ｆが形成されている。また、試料収容室７１を密閉できるよう、扉体には、図示しないシール部材が設けられている。また、各側壁７１ｃには、作業用の挿入口７２が設けられ、図１１に示すように、人の手を差し入れ可能なグローブ７３が挿入口７２に気密に取り付けられている。なお、作図の便宜上、図１０、１１では、グローブ７３を省略して図示してある。また、試料収容室７１には、試料収容室７１に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給管７５が設けられている。不活性ガス供給管７５には、ガス供給弁８２を介してガスボンベ８３が接続されている。更に、試料収容室７１には、不活性ガスを排気するための不活性ガス排気管７４が設けられている。不活性ガス排気管７４には真空ポンプ８１が接続されている。

図１２は、試料収容室７１が開状態にあるグロー放電分光分析装置の構成を模式的に示す斜視図である。実施の形態２に係るグロー放電分光分析装置によれば、グローブボックス装置７の扉体７１ｅを図１２に示すように開き、試料収容室７１に試料Ｓを入れることができる。該試料Ｓは、例えば、空気に晒されないようにアルミパウチ等によって密閉されている。そして、扉体７１ｅを閉じ、不活性ガスを試料収容室７１に給排気することによって、試料収容室７１内を不活性ガスで置換する。作業者は、挿入口７２のグローブ７３を装着することによって、試料収容室７１内に手を差し入れ、不活性ガス雰囲気中で試料Ｓを取り扱い、陽極３３に対向配置させることができる。具体的には、前記アルミパウチを開封し、該アルミパウチ内の試料Ｓを取り出し、試料Ｓを陽極３３に対向配置させることができる。

以上のように構成された実施の形態２にあっては、不活性ガス雰囲気中での取り扱いを要する試料Ｓを不活性ガス雰囲気中で取り扱い、陽極３３に対向配置させ、グロー放電分光分析を行うことができる。

以上の実施の形態では分光分析を用いた分析装置について例示したが、これに限られるものではなく、質量分析等、グロー放電を用いた他の分析装置にも応用可能である。さらに、分析装置のみではなく、グロー放電を用いて電子顕微鏡等、表面分析装置用の試料を作成するための試料掘削、清浄装置へも応用可能である。
また、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 試料容器
２ グロー放電分光分析装置本体
３ グロー放電管
１１ 試料収容体
１１ａ 円板部
１１ｂ 円筒部
１１ｃ 開口部
１１ｄ 孔部
１１ｈ 取付部
１２ シャッタ部材
１３ 試料押圧部材
１４ 不活性ガス供給口
１４ａ 逆止弁
１５ 不活性ガス排気口
１５ａ 安全弁
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ シール部材
３３ 陽極
Ｓ 試料

Claims (5)

1. 試料を収容し、グロー放電分析装置本体の電極に該試料が対向するように保持する試料容器であって、
   開口部を有し、試料を収容する試料収容体と、
   前記電極及び試料が密封されるように、前記試料収容体をグロー放電分析装置本体に着脱可能に取り付けるための取付部と、
   前記グロー放電分析装置本体から離脱した前記試料収容体の開口部を開閉させるシャッタ部材と、
   前記試料収容体の開口部と異なる側面に設けられた孔部及び前記シャッタ部材の窓部とを進退可能であり、試料をグロー放電分析装置本体の試料保持体へ押圧するための電圧印加電極である試料押圧部材と
   を備えることを特徴とする試料容器。
2. 前記試料収容体は、
   前記試料収容体に不活性ガスを供給する不活性ガス供給口と、
   前記試料収容体から不活性ガスを排気する不活性ガス排気口と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の試料容器。
3. 前記不活性ガス供給口は逆止弁を備え、
   前記不活性ガス排気口は、前記試料収容体内の圧力が所定圧力以上になった場合に開状態になる安全弁を備え、
   前記シャッタ部材は、
   前記不活性ガス供給口及び不活性ガス排気口よりも前記開口部側に設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載の試料容器。
4. 前記孔部及び前記試料押圧部材間をシールする第１のシール部材と、
   前記試料収容体及び前記シャッタ部材間をシールする第２のシール部材と、
   前記試料収容体及び前記グロー放電分析装置本体間をシールする第３のシール部材と
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の試料容器。
5. 電極を有するグロー放電分析装置本体と、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の試料容器と
   を備えることを特徴とするグロー放電分析装置。

Images