JPH076885B2 - 回転試料台を有する板状試料分析計の試料自動セット装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、板状の試料を板状試料分析計の回転試料台に
対してセットする（測定終了後は板状試料を取出せる状
態にする）試料自動セット装置に関する。

本発明の試料自動セット装置は、試料を試料台に対して
正確に、円滑にかつ迅速にセットするために試料分析計
の試料台を回転し、定位置で停止させ、保持する（固定
する）操作、試料を回転試料台上で試料台とバッキング
プレートとの間に載置するためにバッキングプレートを
開閉する操作、およびバッキングプレートが閉じた状態
にあるとき、バッキングプレートのロックおよびロック
解除を行う操作を行うように構成されたものである。

また、本発明の試料自動セット装置は、試料を分析する
試料分析計自体、試料を貯蔵場所から順次供給可能状態
に設定する自動供給装置、および試料分析計と自動供給
装置との間で試料を運搬する運搬装置等と組合わされ
て、測定および測定に伴う他の操作（例えば、試料を貯
蔵場所から取出し、試料分析計に運び、また測定終了元
の貯蔵場所に返却すること等）を完全に自動化する測定
完全自動化システムを構成するのに適したものである。
なお、本発明は、測定完全自動化システムに組込まれて
その一部を構成するのに適した試料自動セット装置に特
に向けられられたもので、測定完全自動化システムの全
体に関する詳細な説明は省略する。

（従来の技術） 電子複写機の感光ドラム等に用いられる精製したセレン
（Se）等の光導電性材料の電気的特性が原料から精製す
るまでの工程の種々の環況ファクタにより一定ではな
く、微妙に異なっているので、このような光導電性材料
は、後の使用のための参考データを得るために各バッチ
毎にそのサンプル（板状の材料）が抽出されて、その特
性が測定され、分析される。そのような試料分析計の従
来の代表的な構成が第７図に示されている。第７図にお
いて、試料分析計10は単にブロックで示す測定装置12
と、測定装置12の上方に回転自在に配置した試料台14
と、試料台14に対して回動自在にヒンジ止めされて、試
料20を試料台14との間にはさんで保持するバッキングプ
レート16と、バッキングプレート16を試料台に対して固
定するためのバッキングプレート16の先端部に取付けら
れたねじ18と、を有している。測定装置12は、本発明を
構成するものでないので、単に概略すると、試料台12を
回転し、その回転を制御するサーボ機構と、試料台にセ
ットされたセレン（Se）等の板状の試料を帯電させるコ
ロナチャージャーと、露光を行う光源と、露光時の試料
の電位を測定するための透明電極と、等を内蔵してお
り、測定は、試料台を回転させながら、試料の帯電、露
光を繰返しつつ（例えば1000rpmで３〜４分間程度）、
その電気的特性を測定することにより行われる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この従来技術においては、試料分析計に
対する試料のセットおよび試料分析計からの試料の取出
しが人手によって行われていた。すなわち、試料分析計
へ試料をセットするには、バッキングプレート16のねじ
１を緩めて試料台14に対するロックをはずし、バッキン
グプレート16を持ち上げて、試料台14とバッキングプレ
ート16との間を開き、この間に、試料20を置き、バッキ
ングプレート16を下げて、ねじ18を締めて、バッキング
プレート16を試料台14に対してロックすることによって
行われている。この状態において、試料は測定可能とな
る。また、測定終了後試料を取出すには、測定後任意の
位置で停止している試料台14を作業性のよい位置まで人
が回転させ、バッキングプレート16のねじ18を緩めて試
料台14に対するロックをはずし、バッキングプレート16
を持ち上げて試料を取出していた。

しかし、試料がセレン等の光導電性材料であり、その電
気的特性を測定して分析するためには、試料は一般に恒
温恒湿を維持した暗室内という環況が必要である。この
ような環況における人手による作業では、その作業性は
著しく低下し、また試料のセットミス等のエラーが発生
し易い。また、人間による作業のため、最少限の作業灯
が暗室に備えられているが、この作業灯による光のため
に、室温が変化し、この変化がセレン度の試料の電気的
特性に変化をもたらす。このため測定精度の低下をもた
らすことになる。さらにまた、薄暗い暗室内での作業で
あるため、作業者の視力を損ない、大きな疲労を与える
等の作業者の安全衛生上の問題も大きい。

したがって、本発明の目的は、前述の種々の問題点を解
決するために、暗室内での作業者による作業に代えて、
自動的に試料を試料台にセットし、また試料台から試料
を取出すことを可能にする試料自動セット装置を提供す
ることにある。

この試料自動セット装置は、前述の測定完全自動化シス
テムに組込むことができ、この場合、暗室内での測定の
ための操作は作業者なしで完全に自動的に行うことがで
きるものである。

本発明の他の目的は、試料を試料台に対して正確に、円
滑に、かつ迅速にセットすることができる試料自動セッ
ト装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、従来の構成の試料分析計を
ほとんど改造することなしに、従来の試料分析計に対し
て適用できる試料自動セット装置を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段） 前述の目的を達成するために、本発明は試料を試料分析
計の回転試料台に自動的にセットする試料自動セット装
置において、回転試料台を回転し、停止させ、保持する
回転試料台位置決め機構と、回転試料台および回転試料
台の上に回動自在に設けられたバッキングプレートの間
に試料を挿入して保持するためにバッキングプレートを
開閉するバッキングプレート開閉機構と、バッキングプ
レートおよび回転試料台に設けられた少なくとも１対の
ロック金具をロックしおよびロックを解除するバッキン
グプレートロック機構と、を有することを特徴とする試
料自動セット装置を採用するものである。

（実施例） 次に、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

第１図は、特に回転試料台位置決め機構およびバッキン
グプレート開閉機構を明瞭に示すために、バッキングプ
レートロック機構を省略して示す本発明の試料自動セッ
ト装置の平面図、第２図は、第１図の側面図、第３図
は、第１図に示す回転試料台の拡大平面図、第４図は、
特にバッキングプレートロック機構を明瞭に示すために
回転試料台位置決め機構およびバッキングプレート開閉
機構を省略して示す試料自動セット装置の正面図、第５
図は第４図の平面図、第６図は第５図に対応する側面図
である。

最初に第１図を参照して、本発明の試料自動セット装置
の回転試料台位置決め機構24（以下単に位置決め機構と
いう）を説明する。位置決め機構は、試料台を定位置で
保持して、その位置でバッキングプレートの開閉を行う
ように、試料台を回転して定位置にもたらし、その定位
置で試料台を保持するための機構である。試料分析計10
の測定装置12を三方から囲むように凹形の架台22が測定
装置12に接近して配置されており、このような構成であ
るので、架台22は測定装置12に対して全く影響を及ぼさ
ない。

位置決め機構24は、架台22の上面22aに水平面内で回転
自在に取付けたブレーキ付モータ26を有している。ブレ
ーキ付モータ26は測定装置12の上方で試料台14の周辺の
部分に向かって、水平に突出するアーム28を有し、その
アーム28の先端にはローラ30が回転自在に取付けられて
いる。このローラ30はブレーキ付モータ26の作動によ
り、回転され、また停止させられる。位置決め機構24
は、また架台22の上面22aに取付けられたシリンダ32を
有し、このシリンダ32のピストンロッド34が連結アーム
36を介してブレーキ付モータ26に連結されている。シリ
ンダ32が作動されると、そピストンロッド34が伸ばさ
れ、このためブレーキ付モータ26が回動し、そのアーム
28を点線で示す後退位置から実線で示す作動位置にもた
らす。作動位置において、アーム28の先端のローラ30が
試料台14の側部に係合することになる。このため、この
作動位置でローラ30がブレーキ付モータ26によって回転
駆動されると、試料台14はローラ30との摩擦により回転
され、後述の定位置検出センサにより後述のバッキング
プレートの開閉に適した定位置にもたされたことが検出
されると、その定位置で停止され、保持される。

位置決め機構24は、さらに試料台の上面に取付けられた
センサ検出ピン38およびこのピンが定位置にきたときこ
のピンを検出するようにセンサ固定フレーム42に固定さ
れた定位置検出センサ40を有している、ピン38は、試料
台の上面に取付けられているので、試料台の回転と共に
円運動をなすが、定位置にもたらされたとき、好ましく
光電センサから成る定位置検出センサ40により検出され
る。すなわち、ピンは光電センサの発光素子から受光素
子に至る光を遮断する。センサ40はこのとき制御装置
（図示せず）を介してブレーキ付モータ26に信号を送
り、ブレーキ付モータ26のブレーキを働かせてその定位
置で試料台を保持する。

次に、第１図−第３図を参照して、バッキングプレート
開閉機構44（以下単に開閉機構という）について説明す
る。架台22の上面には断面Ｕ形状のシリンダ固定フレー
ム46が固定されており、それは測定装置12の上方に水平
に延びている。シリンダ固定フレーム46の溝内にはシリ
ンダ48が回動自在に取付けられており、そのピストンロ
ッド50の先端には継手52が取付けられている。一方、シ
リンダ固定フレーム46の先端下部には取付具56が固定さ
れており、取付具56には中空のＬ形状アーム58が回動自
在に取付けられている。Ｌ形状アーム58の先端部は下方
向きに曲げられており、その下端には真空パッド60がそ
の吸着面を下方向きにして取付けられており、真空パッ
ドはバッキングプレート16の先端付近の中央にほぼ位置
する（第１図）。この真空パッド60は中空のＬ形状アー
ム58を介して真空源（図示せず）に連結されている。ま
た、Ｌ形状アーム58は連結具54を介して継手52に連結さ
れている。第３図に示すように、バッキングプレート16
はその内側端部が試料台14にヒンジ62により回動自在に
止められている。また、ヒンジ62の回動軸線は、試料台
14が前述した定位置にあるときＬ形状アーム58の回動軸
線とほぼ整列するように配列されている。

このように構成されているので、シリンダ48が作動され
ると、そのピストンロッド50が縮められ、このため、Ｌ
形状アーム58が矢印で示すように、実線位置から点線位
置に上方に回動する。この結果、真空パッド60により吸
着されたバッキングプレート16はヒンジ62の回動軸線を
中心として上方に回動され、試料台14に対して開かれ
る。なお、前述のように、試料台14が定位置にあるとき
には、ヒンジ62の回動軸線はＬ形状アーム58の回動軸線
とほぼ整列しているので、バッキングプレートが開くと
き、バッキングプレートおよびヒンジにはこじるような
不当な力は作用しない。また、バッキングプレート16
は、シリンダ48を作動にすることによって（ピストンロ
ッド50を伸ばすような作動）、Ｌ形状アーム58が下方に
回動されて、閉じられる。本発明の開閉機構44は、基本
的には前述の参考番号46から62で示す部材によって構成
されている。

次に、第３図−第６図を参照して、バッキングプレート
ロック機構90（以下単にロック機構という）を説明す
る。第３図に示すようにバッキングプレート16の両側部
およびそれに隣接する試料台14の部分には２対のロック
金具64が取付けられている。ロック金具64の各々は、試
料台14に取付けられたロックピンガイド66、ロックピン
ガイドの溝内をロック位置およびロック解除位置との間
で摺動自在に案内されるように配置されたロックピン68
およびバッキングプレート16に取付けられて、ロックピ
ン68を収容するロックピン収容具70から成る。このロッ
ク金具64のロックおよびロック解除は第４図で示すロッ
ク機構90のロック機構作動部92に設けられたシリンダお
よびガイドによって行われる。具体的に説明すると、フ
レーム80（第６図参照）にロック用シリンダ72およびロ
ック解除用シリンダ74が取付けられており、一対のロッ
ク用ガイド76の上端がロック用シリンダ72の両端のピス
トンロッドに取付けられて、その下端が一対のロック金
具64のロックピン68の外側に位置するようにそれぞれ配
置されており、また、一対のロック解除用ガイド78の上
端がロック解除用シリンダ74の両端のピストンロッドに
取付けられて、その下端が一対のロック金具64のロック
ピン68の内側に位置するようにそれぞれ配置されてい
る。ロック用シリンダ72が作動されると、ロック解除位
置にあるロックピン68がロック用ガイド76によって内方
に押されて、ロック収容具70に入れられてロックされ、
またロック解除用シリンダ74が作動されるとロック位置
にあるロックピン68がロック解除用ガイド78によって外
方に押されて、ロック収容具70から出されてロック解除
される。なお、フレーム80にはバッキングプレートおさ
えガイド86が設けられており、ロックおよびロック解除
時に、バッキングプレート16を上方からおさえて、バッ
キングプレートを試料台に対して所定位置に保持して、
ロックおよびロック解除を円滑に行うようにしている。

前述のロック機構作動部92を支持するフレーム80は、第
５図および第６図に示すように、架台22に取付けたポー
ル状の昇降用フレーム支えガイド84に上下方向に摺動自
在に支持されており、また架台22に取付けた昇降用シリ
ンダ82によって上下動される。本発明のロック機構90
は、基本的には、参考番号64から86で示す部材によって
構成されている。このように構成されているので、ロッ
クおよびロック解除時以外は、ロック機構90のロック機
構作動部92は上方の後退位置にもたらされて、他の操作
を邪魔することはない。

次に、本発明の試料自動セット装置の作動について説明
する。

最初に試料20の試料台14に対するセットを説明すると、
シリンダ32を作動させることにより任意の位置にある試
料台14にローラ30を係合させ、ブレーキ付モータ26を作
動してローラ30を回転させることにより、試料台14を定
位置まで回転させてブレーキをかけて試料台14を定位置
に保持する。なお、試料台14の回転中定位置がセンサ検
出ピン38および定位置検出センサ40によって検出され
る。このように、位置決め機構24により試料台14が定位
置に保持される。

次に、ロック機構90のロック機構作動部92が昇降用シリ
ンダ82の作動により上方の後退位置から下方の作動位置
にもたらされ、その際、バッキングプレートおさえガイ
ド86がバッキングプレート16上に当接してバッキングプ
レートをおさえる。次にロック解除用シリンダ74が作動
され、そのロック解除用ガイド78によってロック金具64
のロックピン68が外方に押され、ロックが解除される。
次に、ロック機構作動部92が昇降用シリンダ82の作動に
より作動位置から上方の後退位置にもたらされる。

次に、シリンダ48の作動によるアーム58の下向きの回動
により、真空パッド60がバッキングプレート16の上面に
当接され、再びシリンダ48の作動によりアーム58が上方
に回動されて、真空パッド60で吸着したバッキングプレ
ート16をヒンジ62を中心として上方に回動して開く。す
なわち、開閉機構44によりバッキングプレート16を開
く。

次に、試料20が開かれた試料台14とバッキングプレート
16との間に任意の手段により置かれる。次に、シリンダ
48の作動によりバッキングプレート16が閉じられ、昇降
用シリンダ82の作動によりロック機構90のロック機構作
動部92が下方の作動位置にもたらされる。このときバッ
キングプレートおさえガイド86がバッキングプレート16
をおさえる。

次に、ロック用ガイド76がロック用シリンダ72の作動に
よりロック金具64のロックピン68を内方に押してロック
する。その後ロック機構作動部92は再び上方の後退位置
にもたらされる。次に、シリンダ32が作動され、ローラ
30が後退位置にもたらされて、試料台14を定位置におけ
る保持から開放する。このようにして、試料は測定可能
な状態にセットされる。なお、測定は従来通り測定装置
12によって行われる。

次に、試料20の試料台14からの取出しを説明すると、任
意の位置で停止している試料台は前述と同様な作動によ
り位置決め機構24により定位置にもたらされて保持され
る。次にロック機構90のロック機構作動部92が前述と同
様な作動により作動位置まで下げられて、バッキングプ
レートおさえガイド86によりバッキングプレート16をお
さえる。次に、前述と同様な作動により、ロック解除用
ガイド78がロック金具のロックを解除する。その後ロッ
ク機構作動部が上方の後退位置に上昇され、さらに開閉
機構により、前述と同様な作動によりバッキングプレー
ト16が開かれて、試料が取出される状態となる。試料は
任意の適当な手段により試料台から取出される。

なお、前述のセットおよび取出しはシーケンス回路等を
設けることにより自動的に順次行われるようにできる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、試料を試料台に
自動的にセットしまたは自動的に試料台から取出すこと
ができるように構成した試料自動セット装置を与えるこ
とができるので、従来人手によって行っていた場合に生
じる種々の欠点をなくすことができると同時に、試料の
正確で、迅速なセットおよび取出しを行うことができる
ものである。

特に、本発明の試料自動セット装置が測定完成自動化シ
ステムの一部として使用される場合には、暗室内での作
業員による作動を全くなくすことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、特に回転試料台位置決め機構およびバッキン
グプレート開閉機構を明瞭に示すために、バッキングプ
レートロック機構を省略して示す本発明の試料自動セッ
ト装置の平面図である。 第２図は、第１図の側面図である。 第３図は、第１図に示す回転試料台の拡大平面図であ
る。 第４図は、特にバッキングプレート機構を明瞭に示すた
めに回転試料台位置決め機構およびバッキングプレート
開閉機構を省略して示す試料自動セット装置の正面図で
ある。 第５図は、第４図の平面図である。 第６図は、第５図に対応する側面図である。 第７図は、従来の試料分析計の側面図である。 10……試料分析計、 12……測定装置、 14……試料台、 16……バッキングプレート、 20……試料、 22……架台、 24……位置決め機構、 26……ブレーキ付モータ、 32……シリンダ、 38……センサ検出ピン、 40……定位置検出センサ、 44……開閉機構、 48……シリンダ、 60……真空パッド、 62……ヒンジ、 64……ロック金具、 72……ロック用シリンダ、 74……ロック解除用シリンダ、 76……ロック用ガイド、 78……ロック解除用ガイド、 80……フレーム、 82……昇降用シリンダ、 84……昇降用フレーム支えガイド、 86……バッキングプレートおさえガイド、 90……ロック機構、 92……ロック機構作動部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料を試料分析計の回転試料台に自動的に
   セットする試料自動セット装置において、回転試料台を
   回転し、停止させ、保持する回転試料台位置決め機構
   と、回転試料台および回転試料台の上に回動自在に設け
   られたバッキングプレートの間に試料を挿入して保持す
   るためにバッキングプレートを開閉するバッキングプレ
   ート開閉機構と、バッキングプレートおよび回転試料台
   に設けられた少なくとも１対のロック金具をロックおよ
   びロックを解除するバッキングプレートロック機構とを
   有することを特徴とする試料自動セット装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、回転試料台
   位置決め機構は、回転試料台に接触して回転試料台を回
   転し、停止させ、保持する作動位置および回転試料台か
   ら離れた後退位置の間で回動自在に配置されていること
   を特徴とする装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の装置において、回転試料台
   位置決め機構は、先端に設けられ回転試料台の側部と接
   触して回転試料台を回転させるローラを回転し、かつ作
   動位置および後退位置の間で回動するように枢着された
   ブレーキ付モータと、ブレーキ付モータを作動位置およ
   び後退位置の間で回動させるシリンダと、回転試料台上
   に固定したセンサ検出ピンと、センサ検出ピンが定位置
   にあることを検出して信号を発生する定位置検出センサ
   と、を有し、作動位置において定位置検出センサからの
   信号に応答して、ローラの回転を停止させて回転試料台
   を定位置に保持することを特徴とする装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の装置において、バッキング
   プレート開閉機構は、バッキングプレートの上面を吸引
   して把持する真空パッドと、真空パッドを回動させるシ
   リンダと、を有することを特徴とする装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の装置において、２対のロッ
   ク金具がバッキングプレートの両側部および両側部に隣
   接する回転試料台の部分に設けられていることを特徴と
   する装置。
6. 【請求項６】請求項１または５のいずれか１つに記載の
   装置において、バッキングプレートロック機構は、ロッ
   ク金具のロックピンに当接してバッキングプレートを閉
   じた位置にロックするようにロックピンを移動するロッ
   ク用シリンダと、ロック金具のロックピンに当接してバ
   ッキングプレートを開放可能にするようにロックピンを
   移動するロック解除用シリンダと、を有することを特徴
   とする装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の装置において、バッキング
   プレートロック機構は上下動自在に構成されており、バ
   ッキングプレートのロックおよびロック解除の際下部位
   置においてバッキングプレートをおさえるバッキングプ
   レートおさえガイドを有することを特徴とする装置。