JPH08124508A - 電子顕微鏡用試料保持装置 - Google Patents

電子顕微鏡用試料保持装置

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JPH08124508A
JPH08124508A JP6255233A JP25523394A JPH08124508A JP H08124508 A JPH08124508 A JP H08124508A JP 6255233 A JP6255233 A JP 6255233A JP 25523394 A JP25523394 A JP 25523394A JP H08124508 A JPH08124508 A JP H08124508A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】X軸方向の移動機構を試料保持装置内部に組み
込むことにより、構造を簡単化し取付スペースの問題を
改善するとともに、X軸方向の移動を短時間で滑らかに
行う。 【構成】試料室壁1を貫通して装着され、円筒状の支持
部材3の内面に形成された球面軸受5と、少なくともY
軸駆動手段31およびZ軸駆動手段32により前記球面
軸受を中心にして揺動する第1のパイプ7と、該第1の
パイプ内に回動可能に装着された第2のパイプ15と、
該第2のパイプ内に装着され、X軸駆動手段30により
摺動可能にされた第3のパイプ17と、該第3のパイプ
内にOリング21を介して摺動可能に装着された試料保
持用ロッド22と、前記第2のパイプ15と第3のパイ
プ17間に配設されたベローズ19とを備えた構成。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子顕微鏡用試料保持
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5および図6は、超高分解能透過型電
子顕微鏡(TEM)における従来の試料保持装置を示
し、図5は電子線光軸と垂直な断面を示す図、図6は電
子線光軸に平行な断面を示す図である。なお、電子線光
軸の方向をZ軸、電子線光軸に垂直な平面で試料保持装
置の軸方向をX軸、X軸に直角な方向をY軸とする。
【0003】試料保持装置100の試料保持用ロッド1
01が挿入されたパイプ113の外周部には、Y軸およ
びZ軸駆動ユニットが設けられ、パイプ113全体は、
球面軸受102によって試料室壁103に支持されてい
る。Y軸駆動ユニットは、図示しない駆動モータによっ
て、図5に示すY軸駆動用テコ104をY軸方向に移動
させて、パイプ113をスプリング105に抗してY軸
方向に移動させ、試料保持用ロッド101およびその先
端部に連結された試料室106内の試料ホルダー107
を変位させる。Z軸駆動ユニットは、図6に示すよう
に、Z軸駆動用モータ108により支点109を中心に
してZ軸駆動用テコ110を回転させ、パイプ113を
スプリング111に抗してZ軸方向に移動させる。この
Y軸方向およびZ軸方向の移動は、球面軸受102を介
して行われる。
【0004】X軸回りの傾斜はX軸傾斜ユニットにより
行われ、図6に示すように、図示しないX軸傾斜用モー
タによりウォームギヤ114およびこれに噛合された従
動ギヤ115が回動され、パイプ113を回転させ試料
保持用ロッド101および試料ホルダー107をX軸の
回りに傾斜可能にしている。X軸方向の移動は、図示し
ない駆動モータによって、支点を中心に回転するX軸駆
動用テコ116(図5)により行われ、この場合、試料
室106内の真空と外部大気圧との圧力差によって試料
保持用ロッド101が随時X軸駆動用テコ116に押し
付けられた状態でX軸駆動用テコ116をX軸方向に移
動させて、試料保持用ロッド101および試料ホルダー
107を変位させる。試料室106内の真空側と外部大
気圧側とは、Oリング118、119、120によって
真空シールされている。また、球面軸受102と試料保
持用ロッド101の間もOリング121によって真空シ
ールされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電子顕微鏡
においては、X軸、Y軸方向については±1mm程度、
Z軸方向については0.5mm程度の移動範囲で試料を
所望の位置に短時間にセットすることが求めらる。しか
しながら、上記従来の試料保持装置においては、X軸方
向の移動は、X軸駆動用テコ116により行われ、この
場合、球面軸受102と試料保持用ロッド101の間を
Oリング121によって真空シールし、試料保持用ロッ
ド101はOリング121に対してすべるように移動す
るため、Oリング121のすべり摩擦が問題となり、X
軸方向の動きが滑らかに行われず、とくに、動き出した
ときのスピード変化が大きく、また、動きを止めたとき
も直ちに完全に停止しないため、試料を所望の位置に保
持するまでに時間を要するという問題を有している。
【0006】また、試料移動機構として、球面軸受10
2を介したY軸方向、Z軸方向、X軸傾斜の移動を行う
機構と、X軸駆動用テコ116によるX軸方向の移動を
行う機構という2つの駆動機構を設けているため、構造
が複雑になるとともに駆動機構の取付スペースがかなり
の部分を占めてしまい、他の構成部品である観察装置、
分析装置等の取付位置が限定されてしまうという問題を
有している。
【0007】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
であって、X軸方向の移動機構を試料保持装置内部に組
み込むことにより、構造を簡単化し取付スペースの問題
を改善するとともに、X軸方向の移動を短時間で滑らか
に行うことができる電子顕微鏡用試料保持装置を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子顕微鏡用試料保持装置は、試料室壁を
貫通して装着され、円筒状の支持部材の内面に形成され
た球面軸受と、少なくともY軸駆動手段およびZ軸駆動
手段により前記球面軸受を中心にして揺動する第1のパ
イプと、該第1のパイプ内に回動可能に装着された第2
のパイプと、該第2のパイプ内に装着され、X軸駆動手
段により摺動可能にされた第3のパイプと、該第3のパ
イプ内にOリングを介して摺動可能に装着された試料保
持用ロッドと、前記第2のパイプと第3のパイプ間に配
設されたベローズとを備えたことを特徴とするものであ
る。
【0009】
【作用及び発明の効果】本発明においては、試料保持用
ロッドがX軸方向に移動するとき、第3のパイプと試料
保持用ロッドとの間のOリングは固定状態で、第3のパ
イプがベローズの伸縮により真空シールを維持しながら
移動するため、X軸方向の移動を短時間で滑らかに行う
ことができる。また、X軸方向の移動機構を試料保持装
置内部に組み込むことにより、構造を簡単化し取付スペ
ースの問題を改善することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1〜図4は、本発明の電子顕微鏡用試料保持
装置の1実施例である超高分解能透過型電子顕微鏡(T
EM)を示し、図1は電子線光軸と垂直な断面を示す
図、図2は電子線光軸に平行な断面を示す図、図3は図
2のA−A線に沿って矢印方向に見た断面図、図4は図
2のB−B線に沿って矢印方向に見た断面図である。な
お、電子線光軸の方向をZ軸、電子線光軸に垂直な平面
で試料保持装置の軸方向をX軸、X軸に直角な方向をY
軸とする。
【0011】図1および図2において、電子顕微鏡の試
料室壁1には、円筒状の支持部材2、3が装着され、試
料室壁1を貫通して装着された支持部材3の先端内面に
は球面軸受5が形成されている。支持部材3の内周側に
は、先端に球面状膨出部6を有する第1のパイプ7が挿
入され、第1のパイプ7の球面状膨出部6が球面軸受5
揺動可能に支持され、Oリング8a、8bにより真空シ
ールされている。
【0012】第1のパイプ7内には、球面状膨出部6の
開口部にOリング9を介して仕切弁10が装着されてい
る。この仕切弁10の一端は、第1のパイプ7に固定し
たピン11に回動自在に支持され、仕切弁10の他端
は、第1のパイプ7に固定したピン12に回動自在に支
持された傘歯車13に固定されている。
【0013】また、第1のパイプ7内には第2のパイプ
15が回動可能に装着され、Oリング8cにより真空シ
ールされている。第2のパイプ15の先端には、前記傘
歯車13に噛み合うギヤ16が形成されている。第2の
パイプ15内には第3のパイプ17が摺動可能に装着さ
れている。第2および第3のパイプ15、17の先端間
には、ベローズ19が取り付けられている。また、第2
および第3のパイプ15、17の後部側には、それぞれ
スリット20が形成されている。
【0014】第3のパイプ17内には、Oリング21を
介して試料保持用ロッド22が摺動可能に装着されてい
る。試料保持用ロッド22の先端には、試料室23内に
臨む試料ホルダー25が連結され、また、後端には操作
部26が連結されている。試料保持用ロッド22の中間
部にはピン27が設けられ、ピン27はスリット20内
に係合可能にされている。
【0015】試料ホルダー25の試料室23内への挿入
は次のようにして行われる。当初、試料保持用ロッド2
2のピン27は図1に示す位置にあり、試料ホルダー2
5は試料交換室60内にあり、このとき仕切弁10は閉
じられており、試料交換室60は、Oリング8c、2
1、ベローズ19により大気側に対して真空シールされ
ている。この状態で排気孔61から試料交換室60内の
真空引きを行う。
【0016】試料交換室60内の真空引きが終了し操作
部26を回動すると、試料保持用ロッド22のピン27
がスリット20内に係合されているため、第2のパイプ
15および第3のパイプ17が一緒に回転し、第2のパ
イプ15の先端に形成されたギヤ16に噛み合う傘歯車
13が回動し、仕切弁10が図2に示すように開く。こ
の状態で試料保持用ロッド22を第3のパイプ内に挿入
してゆき(ピン27はスリット20に沿って移動す
る)、試料ホルダー25を試料室23内に移動させる。
この状態では、試料室23は、ベローズ19およびOリ
ング8a、8b、8c、21によって大気側に対して真
空シールされている。
【0017】第1のパイプ7の周囲には、X軸駆動手段
30、Y軸駆動手段31、Z軸駆動手段32、X軸傾斜
駆動手段33が装着されている。X軸傾斜駆動手段33
は支持部材2上に配設され、Y軸駆動手段31およびZ
軸駆動手段32は、支持部材2の内周側にベアリング3
4を介して回転自在に支持された支持部材35上に配設
されている。X軸駆動手段30は図2に示すように、第
1のパイプ7上に配設されている。
【0018】Y軸駆動手段31は、図1に示すように、
Y軸駆動用モータ36によりギヤ37、38を回転さ
せ、その結果、スライダー39をY軸方向に移動させ、
第1のパイプ7をスプリング40に抗してY軸方向に移
動させる機構である。
【0019】Z軸駆動手段32は、図2および図3に示
すように、Z軸駆動用モータ41によりギヤ42、43
を回転させ、その結果、スライダー44をX軸方向に移
動させ、駆動用テコ45を支点46を中心に回転させ
て、第1のパイプ7の両側に形成されたフランジ7aを
スプリング47に抗してZ軸方向に移動させる機構であ
る。なお、48はローラである。
【0020】X軸傾斜駆動手段33は、図2および図4
に示すように、X軸傾斜駆動用モータ49によりウオー
ムギヤ50を回転させ、その結果、支持部材35の外周
に形成した傾斜用ギヤ51を回転させ、支持部材35お
よび第1のパイプ7をX軸の回りに傾斜させる機構であ
る。
【0021】次に、試料保持用ロッド22のX軸方向の
移動について説明する。図2に示すように、X軸駆動手
段30は、X軸駆動用モータ52によりギヤ53、54
を回転させ、スライダー55を図2で左方向に移動させ
ると、第3のパイプ17に固定されたシャフト56が図
で左方向に移動し、第3のパイプ17および試料保持用
ロッド22もX軸左方向に移動する。逆に、X軸駆動用
モータ52を逆回転させると、試料室23内の真空側と
外部大気圧との圧力差により、第3のパイプ17および
試料保持用ロッド22が試料室23側に移動する。
【0022】従って、試料保持用ロッド22がX軸方向
に移動するとき、第3のパイプ17と試料保持用ロッド
22との間のOリング21は固定状態で、第3のパイプ
17がベローズの伸縮により真空シールを維持しながら
移動するため、試料保持用ロッド22のX軸方向の移動
を短時間で滑らかに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子顕微鏡用試料保持装置の1実施例
を示し、電子線光軸と垂直な断面を示す図である。
【図2】図1の電子線光軸に平行な断面を示す図であ
る。
【図3】図2のA−A線に沿って矢印方向に見た断面図
である。
【図4】図2のB−B線に沿って矢印方向に見た断面図
である。
【図5】従来の試料保持装置を示し電子線光軸と垂直な
断面を示す図である。
【図6】図5の電子線光軸に平行な断面を示す図であ
る。
【符号の説明】
1…試料室壁、2、3…支持部材、5…球面軸受、6…
球面状膨出部 7…第1のパイプ、8a、8b、8c、9…Oリング、
10…仕切弁 11、12…ピン、13…傘歯車、15…第2のパイ
プ、16…ギヤ 17…第3のパイプ、19…ベローズ、20…スリッ
ト、21…Oリング 22…試料保持用ロッド、23…試料室、25…試料ホ
ルダー、26…操作部 27…ピン、30…X軸駆動手段、31…Y軸駆動手
段、32…Z軸駆動手段 33…X軸傾斜駆動手段、35…支持部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料室壁を貫通して装着され、円筒状の支
    持部材の内面に形成された球面軸受と、少なくともY軸
    駆動手段およびZ軸駆動手段により前記球面軸受を中心
    にして揺動する第1のパイプと、該第1のパイプ内に回
    動可能に装着された第2のパイプと、該第2のパイプ内
    に装着され、X軸駆動手段により摺動可能にされた第3
    のパイプと、該第3のパイプ内にOリングを介して摺動
    可能に装着された試料保持用ロッドと、前記第2のパイ
    プと第3のパイプ間に配設されたベローズとを備えたこ
    とを特徴とする電子顕微鏡用試料保持装置。
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