JPH04229540A - 透過電子顕微鏡用試料交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】　　本発明は透過電子顕微鏡の鏡
筒側面より試料室内に挿入された試料駆動装置の駆動棒
先端に取付けられた試料を交換するめたの試料交換装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】　　従来、図７（ａ），（ｂ）に示すよ
うな構成の透過電子顕微鏡の試料ホルダーが知られてい
る。図７（ａ）において、試料ホルダーの導入棒５１の
先端には試料保持部５２が設けられ、該試料保持部５２
に設けられた凹部５３には試料５４を載置したメッシュ
５５がばねやねじなどの押圧部材５６により固定されて
いる。該試料ホルダーは図示しないゴニオメータに保持
されており、該ホルダー先端の部はゴニオメータにより
磁極片５７の間隙の電子線光軸Ｏの位置まで挿入されて
電子線の照射を受ける。また、前記ゴニオメータは、試
料を光すに直交する平面内で移動させたり、光軸に対し
て傾斜させたりする機能を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】　　さて、上述のよう
な所謂サイドエントリータイプの試料ホルダーには複数
の試料を比較観察するために図７（ｂ）に示すように試
料保持部５２に複数の試料を装着することができるもの
もあるが、その数は高々数個である。これ以上の試料に
対して比較観察を行なう場合には、一度、試料をホルダ
ーから取り外して交換するか、または試料ホルダーを必
要本数用意することによって行なっている。前者ように
、試料をホルダーから取り外して交換した場合には、外
した試料を再び装着する際に前と同じ条件例えば、数万
倍に拡大して観察されるような領域（部位）に関して試
料の方位（取り付けの回転角）を再び同じ向きに取り付
け一致させることは手作業では不可能である。また、薄
片状の試料では表裏を誤って取り付けてしまう場合もあ
り、観察条件の再現性に乏しくなることが問題となる。

【０００４】また、後者のように使用者が試料ホルダを
複数本用意するような場合は、装置がコスト高となり甚
だ不経済である。

【０００５】さらに、透過電子顕微鏡用の試料は非常に
薄く、且つメッシュの直径も３ｍｍと小さいため、その
交換作業は至極面倒であり、不慣れな操作者は交換作業
に時間がかかると共に試料の取付け作業中に大切な試料
を壊してしまう場合もある。

【０００６】本発明は上述した問題点を考慮し、複数の
試料交換を簡単且つ再現性良く行なうことのできる透過
電子顕微鏡用試料交換装置を提供することを目的として
いる

【０００７】。

【課題を解決するための手段】　　本発明は上述した問
題点を考慮し、鏡筒側面より試料室内の対物レンズ磁極
片間隙近傍に挿入された試料駆動装置の駆動棒先端に試
料薄片または試料を載置したメッシュを保持した薄板を
着脱するようにした試料交換装置において、前記鏡筒側
面に開閉可能な蓋体を有する予備室を設けると共に、該
予備室の蓋体に前記薄板を複数保持するための回転体と
該回転体を所望の位置に回転するためのモータと、前記
回転体の保持部に保持された薄板の一端を挾持し該回転
体の保持部を貫通して試料駆動棒の先端に薄板を搬送す
るための試料導入棒を設けたことを特徴としている。

【０００８】

【実施例】　　以下、本発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は本発明の一実施例を説明するための装
置構成図、図２は予備室の開閉動作および及び回転体の
着脱を説明するための図、図３は２図に示される回転体
のＡ−Ａ´矢視図、図４は試料交換棒を説明するための
図、図５は交換動作を説明するための図、図６は試料の
冷却装置を備えた実施例を説明するための図である。

【０００９】図１において、鏡筒１内部に形成された試
料室２には対物レンズおよびその磁極片（いずれも図示
せず）が配置されている。鏡筒１には試料室２内に試料
及び交換棒を導入するための通路３が設けられており、
該通路３を介して鏡筒１側面に予備室４が取付けられて
いる。また、予備室４内は鏡筒内の試料室とは独立して
排気するために真空ポンプ（図示せず）に接続されてい
る。この予備室４を形成する蓋体５はヒンジ６によって
開閉自在に取付けられており、ツメ７は蓋体５の閉塞時
に該蓋体５をロックするために設けられている。該蓋体
５の外側にはパルスモータ８が取付けられ、該モータの
軸９が蓋体５を貫通して予備室４内に挿入されている。 予備室４内に突出したモータの軸９には回転体１０が取
り付けられている。この回転体１０はつまみ部１１に設
けられた係止機構１２のピン１３が軸９先端部に設けら
れた切り欠き１４に係合されて該軸に固定されている。

【００１０】また、この回転体１０には同心円周上に複
数の試料保持部１５が設けられ、該保持部１５に試料を
載置したメッシュ１６を保持した薄板１７が挿入されて
いる。　　また、前記通路３と回転体１０の保持部１５
に保持された薄板１７ａを結ぶ軸Ｂ上に位置するように
蓋体５を貫通して摺動可能な試料交換棒１８が設けられ
ており、該交換棒１８の予備室４内側の端部には前記薄
板１７の一端を挾持するためのチャック２７が取付けら
れている。この蓋体５に設けられた交換棒挿入用の貫通
穴には交換棒支持用のブロック２０が取付けられており
、該ブロック２０には真空封止のためにＯリング２１ａ
，２１ｂが設けられ、この２つのＯリングの間が排気管
２２を介して図示しない真空ポンプにより排気されるよ
うに構成されている。

【００１１】この交換棒１８の摺動は交換棒の端部に設
けられたモータ２３に取付けられギヤ２４と該ギヤ２４
に係合するように交換棒１８に沿って設けられたラック
２５によって行なわれる。なお、該ラック２５は導入棒
を覆うケース２６に取付けられている。

【００１２】図２は予備室４の蓋体５を開いた状態にお
いて回転体１０を着脱する動作を説明するための図であ
る。前記つまみ部１１に設けられた係止機構１２を解除
しピン１３を軸９の切り欠き部１４より外すことにより
、回転体１２は軸９より取り外される。このように、取
り外された回転体１０に対して操作者は試料を載置した
複数の薄板１７を取付けることができる。また、取り外
された回転体５は薄板１７を複数個保持したままの状態
でデシケータ等の保存装置内に収容しておくことも可能
である。図３は図２に示す回転体１２のＡ−Ａ´矢視図
である。本実施例においては、回転体に保持部が１６個
設けられているが、該薄板１７の面積は１〜２ｃｍ２　
程度と小形なので回転体には数十個の薄板を取り付ける
ことも可能である。

【００１３】図４は交換棒１８の先端部に取付けられた
チャックを説明するための図である。図４（ａ）におい
て、薄板１７の一端を挾持するチャック２７ａおよび２
７ｂは軸２８について回動するように構成されており、
該チャック２７ａおよび２７ｂの端部は常にばね２９に
よってチャック先端が閉じられる方向に回転力が加えら
れている。そのため、交換棒１８の内部を通された軸３
０の先端に取付けられたぎぼし３１を図中右方向より左
方向へ移動してチャック端部のつめに当接させることに
よりチャック先端が開かれる。この軸３０の駆動は図１
に示すエアシリンダ１９によって行なわれる。この状態
で交換棒１８をモータ２３により駆動しチャック先端を
回転体１０の試料保持部１５まで移動させ、前記軸３０
をさらに左方向へ移動させると前記ぎぼし３１の凹部に
チャックの後端部のつめがかかり、チャック先端が閉じ
られ薄板１７の端部が該チャック先端のつめによって挾
持される。そして、エアシリンダ３２によってゲートバ
ルブ３３が開かれると該チャックによって挾持された薄
板は前記交換棒１８によって軸Ｂに沿って駆動され、通
路３を介して試料室２内に導入される。

【００１４】５図は前記試料室に導入された薄板の交換
動作を説明するための図である。５図において試料駆動
棒３４は試料交換棒１８の軸Ｂ上で該試料交換棒１８に
対向する方向から挿入されている。該試料駆動棒３４の
先端には薄板の一端を挾持するために受け部３５および
つめ３６等からなる支持機構が設けられている。該支持
機構のつめ３６は常にばね３７によってその先端が閉じ
られる方向に回転力が加えられている。交換棒１８によ
り薄板１７が図中右方向より左方向へ移動されてつめ３
６当接されると該つめ３６の先端が開かれる。この状態
で交換棒１８をさらに駆動すると薄板１７の端部に設け
られた溝に前記つめが係合して、該薄板１７が試料駆動
棒３４に挾持される。このとき、薄板１７の先端が受け
部３５の端部に設けられた電極３７に接触したことを検
出して、前記交換棒１８の移動を停止すると共に前記軸
３０を後退させてチャックを開放した後、該交換棒１８
を予備室４内まで後退させる。

【００１５】なお、薄板１７を試料駆動棒３４より取り
外す場合は、再び交換棒１８を試料室２内に導入して薄
板１７の端部を挾持する。そして、試料駆動棒３４内に
貫通された軸３８によりつめ３６の他端を押して支持を
解除した後、交換棒１８を後退して該薄板１７が回転体
１０の保持部１５まで戻される。

【００１６】次に導入される薄板は操作者の選択または
電子顕微鏡装置に予め定められたプログラムにより決定
されるが、いずれの場合も回転体１０をパルスモータ８
によって駆動して、該回転体中の所望の試料保持部を軸
Ｂ上に移動させる。この回転位置の制御はパルスモータ
８の軸９に取り付けられたロータリーエンコーダ３９等
から信号に基づいて行なわれる。

【００１７】図６は試料の冷却装置を備えた場合の実施
例を説明するための図である。図６において、蓋体５の
外側にはパルスモータ８が取付けられ、該モータの軸９
が蓋体５を貫通して予備室４内に挿入されているが、予
備室４内に突出したモータの軸９の先端に取り付けられ
た回転体１０と蓋体５の間に熱伝導率の良い材料で形成
された冷却ブロック４０が取り付けられている。この冷
却ブロック４０は熱伝導棒４１を介して予備室４外部に
設けられた冷媒槽４３に接続されている。冷却ブロック
４０は回転体５の試料保持部と接触するように設けられ
ている。また、冷却ブロック４０は軸９および回転体５
のつまみ部１１や蓋体５からの熱の流入を防止するため
に熱絶縁部材４４、４５を介して支持されている。

【００１８】この実施例においては、鏡筒側に設けられ
たゲートバルブ４６および予備室側に設けられたゲート
バルブ３３を閉めることにより鏡筒から予備室を取り外
すことができる。

【００１９】なお、上述した実施例は本発明の一実施例
に過ぎず、本発明は種々変形して実施することができる
。例えば、上述した実施例においては試料駆動棒と試料
交換棒が同軸上に配置された場合について説明したが、
本発明は試料を載置した薄板を光軸に直交する平面内で
試料駆動棒の挿入軸に一致しない方向、例えば真横から
行う場合にも適用することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
による透過電子顕微鏡用試料交換装置は、鏡筒側面より
試料室内の対物レンズ磁極片間隙近傍に挿入された試料
駆動装置の駆動棒先端に試料薄片または試料を載置した
メッシュを保持した薄板を着脱するようにした試料交換
装置において、前記鏡筒側面に開閉可能な蓋体を有する
予備室を設けると共に、該予備室の蓋体に前記薄板を複
数保持するための回転体と該回転体を所望の位置に回転
するためのモータと、前記回転体の保持部に保持された
薄板の一端を挾持し該回転体の保持部を貫通して試料駆
動棒の先端に薄板を搬送するための試料導入棒を設けた
ことにより、透過電子顕微鏡用の複数の試料を簡単且つ
再現性良く交換することができる。

【００２１】また、回転体を予備室から取り外すことが
できるため操作者は薄板の装着を手元で行なうことがで
きるため作業が極めて楽になる。

【００２２】さらに、発明による試料交換装置の場合、
一本の試料駆動棒に対して、小形な試料を載置した薄板
のみを交換する構成であるため、試料交換のために試料
ホルダーを複数本用意するような場合に比べ装置のコス
トを低く押さえることができる。

【００２３】また、本発明の試料交換装置を用いること
により、自動的に試料交換が行なえるため、焦点合わせ
や撮像などの電子光学系の自動制御化が成された透過電
子顕微鏡に適用することにより自動運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を説明するための装置
構成図。

【図２】図２は予備室の開閉動作および及び回転体の着
脱を説明するための図。

【図３】図３は図２に示される回転体のＡ−Ａ´矢視図
。

【図４】図４は交換動作を説明するための図。

【図５】図５は交換動作を説明するための図。

【図６】図６は試料の冷却装置を備えた実施例を説明す
るための図。

【図７】図７は従来例を説明するための図。

【符号の説明】

１：鏡筒　　　　　　　　　　　　　　２：試料室３：
通路　　　　　　　　　　　　　　４：予備室５：蓋体
　　　　　　　　　　　　　　６：ヒンジ７：ツメ　　
　　　　　　　　　　　　８：パルスモータ９：軸　　
　　　　　　　　　　　　１０：回転体１１：つまみ部
　　　　　　　　１２：係止機構１３：ピン　　　　　
　　　　　　　１４：切り欠き１５：試料保持部　　　
　　　１６：メッシュ１７：薄板　　　　　　　　　　
　　１８：試料交換棒１９：エアシリンダ　　　　２０
：ブロック２１ａ：Ｏリング　　　　　　２１ｂ：Ｏリ
ング２２：排気管　　　　　　　　　　２３：モータ２
４：ギヤ　　　　　　　　　　　　２５：ラック２６：
ケース

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　鏡筒側面より試料室内の対物レンズ磁
   極片間隙近傍に挿入された試料駆動装置の駆動棒先端に
   試料薄片または試料を載置したメッシュを保持した薄板
   を着脱するようにした試料交換装置において、前記鏡筒
   側面に開閉可能な蓋体を有する予備室を設けると共に、
   該予備室の蓋体に前記薄板を複数保持するための回転体
   と該回転体を所望の位置に回転するためのモータと、前
   記回転体の保持部に保持された薄板の一端を挾持し該回
   転体の保持部を貫通して試料駆動棒の先端に薄板を搬送
   するための試料導入棒を設けたことを特徴とする透過電
   子顕微鏡用試料交換装置。
2. 【請求項２】　　前記回転体をその駆動軸に着脱可能に
   取付けたことを特徴とする請求項１記載の透過電子顕微
   鏡用試料交換装置。
3. 【請求項３】　　前記予備室に回転体に設けられた保持
   部を冷却する冷却ブロックと、該冷却ブロックを冷却す
   るため冷媒槽を設けたことを特徴とする請求項１及び２
   に記載の透過電子顕微鏡用試料交換装置。
4. 【請求項４】　　前記鏡筒に対して予備室を着脱可能に
   したことを特徴とする請求項１乃至３に記載の透過電子
   顕微鏡用試料交換装置。