JPS61206147A

JPS61206147A - 電子顕微鏡用試料交換装置

Info

Publication number: JPS61206147A
Application number: JP4598785A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kitajima; 北島　汪行; Haruyuki Okabe; 岡部　春幸
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-12
Anticipated expiration: 2005-03-08
Also published as: JPH0234145B2

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】［産業上の利用分野］本発明は、電子顕微鏡に使用される新規な試料交換装置
に関する。

［従来技術］第８図は、透過電子顕微鏡に組み込まれる従来の試料交
換装置の要部断面図の一例を示すものである。図におい
て、２は円筒状の対物レンズヨークを表わしており、該
ヨークの中空状内部には、対物レンズコイル４が巻回さ
れている。対物レンズヨーク２の内側上部には、切り火
きが形成されており、該切り欠き部には非磁性物質から
なるスペーサー６により一体化された上下磁極片８．１
０が組込まれる。上下磁極片８．１０の空隙には対物レ
ンズ磁場が形成され、微小なメツシュに載せられたｌ膜
状試料１２は、像の観察中この磁場内に置かれる・。試
料１２は漏斗状試料ホルダー１４の底部に保持され、該
ホルダー１４は対物レンズヨーク２の上面に取り付けら
れた試料移動機構１６に着脱自在に保持される。試料移
動機構１６は、鏡筒外からの操作によってその保持する
試料ホルダー１４を光軸Ｚと垂直なＸＹ平面内で任意に
移動させることができ、電子顕微鏡による試料像観察の
視野移動が行なわれる。この試料移動機構１６は、対物
レンズとその上方の集束レンズ１８との間に設けられた
試料室２０内の下方に収容され、試料室２０内の上方に
は、試料移動機構１６に装着される試料ホルダー１４を
鏡筒外の試料ホルダーと交換するための試料交換装置２
２が組込まれている。試料交換装置２２による試料ホル
ダーの交換においては、試料ホルダーを光軸Ｚに沿って
上下させる機構が用いられ、試料ホルダーを装着する時
には、試料ホルダーは試料移動機構のホルダー受けに対
しある範囲内の力で押圧することが必要となる。

［発明が解決しようとする問題点］近年、高い分解能の像を得ることを目的とした電子顕微
鏡においては、対物レンズ磁場内に置かれる試料位置を
ＸＹ平面内で移動させるだけでなく、Ｚ方向へも移動さ
せるＺ動機構が試料移動機構に組み込まれることが多く
なってきた。このような装置に従来の試料交換装置を組
込むと、試料　′移動装置に設けられたホルダー受けの
Ｚ方向位置が従来のように一定に保たれなくなるので、
試料ホルダーを試料移動機構のホルダー受けに対し一定
の力で押圧して装着することが難しくなる。その結果、
ホルダー受けのＺ軸位置が上にずれていると押圧力が強
過ぎてＺ動機構を損傷したり、逆にホルダー受けのＺ軸
位置が下にずれていると押圧力が弱過ぎて試料ホルダー
の装着が不確実になったりする。

本発明は、このような従来の問題を解決して、ホルダー
受けのＺ軸位置が変化してもＺ動機構を損傷することな
く、試料ホルダーを確実に装着できるようにすることを
主な目的とするものである。

［問題を解決するための手段］このような、目的を達成するため、本発明は、試料ホル
ダーのホルダー受けへの押圧力が常に適宜な大きさの弾
性力を有する弾性体の弾性力によって与えられるように
したもので、その装置は、鏡筒外の操作によってレンズ
光軸と垂直な方向へ鏡筒内を移動する移動基体と、該移
動基体の光軸側端部に設けられた溝に沿って光軸方向に
移動する移動体と、該移動体に取付けられ前記試料ホル
ダーを把持するための試料ホルダー把持手段と、前記移
動基体に軸支されその回転によって前記移動体を前記溝
に沿って移動させる力を加えるためのレバーと、前記移
動基体に軸支され鏡筒外の操作によって回転する回転体
と、該回転体のストッパー部へ前記レバーを押圧するよ
うに該回転体と前記レバーとの間に張架された弾性体と
を具備したことを特徴としている。

［実施例］第１図、第２図及び第３図は、夫々本発明の一実施例装
置の要部を光軸Ｚと垂直なＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸
方向からから眺めた断面略図である。試料交換装＠２２
の外筒２４は試料室２０の鏡筒壁２６に取付けられ、外
筒２４の端部底面には第３図に示す形状の穴３１が穿っ
である。外筒２４の端部底面には回転円板２８及び回転
仕切弁３０が押圧され、内側仕切弁を構成している。回
転円板２８及び回転仕切弁３０にも穴３１と同一形状の
穴が穿たれており、回転仕切弁３０の外筒２４の底面と
面する穴３１の周囲には真空シール用バッキングが設け
られている。回転円板２８と回転仕切弁３０の間には弁
を閉じた状態においておいて回転仕切弁を外筒の底面に
押圧する手段（図示せず）が設けられている。従って、
回転円板２８と回転仕切弁３０を第３図破線３１ａに示
す位置までＸ軸の回りに１８０度回転させて内側仕切弁
を閏の状態にすることができる。又、この回転位置から
回転円盤２８を１８０度回転させて、内側仕切り弁を開
状態とすることができる。

試料交換装＠２２の外筒２４内には、内側仕切り弁の他
に外側仕切り弁が設けられており、これら両仕切り弁の
間にエアロツク室が形成される。

該エアロツク室内には板状の移動基体３２が収納されて
おり、該移動基体３２の端部に取付けられた筒体３４を
真空外から操作することによって、移動基体３２を開状
態の内側仕切り弁を通過させ、Ｘ軸に沿って光軸方向へ
移動させることができる。

筒体３４の内部には棒体３６が摺動自在に支持されてお
り、筒体３４の移動操作によって筒体３４と一体となっ
て移動するだけでなく、真空外からの操作により筒体３
４を移動させることなく棒体３６のみを移動させること
もできる。移動基体３２の右側には切欠き部３８が形成
されており、該切欠き部内を前記棒体３６の端部がＹ軸
方向に移動する。一方、移動基体３２の側面中央部には
回転円盤４０が軸４２によって軸支されており、回転円
盤４０の縁部と前記棒体３６の端部とはビン４４．４６
とリンク部材４８によりリンクされているので、棒体３
６を移動させることによって回転円盤４０をある範囲内
で任意方向へ回転させることができる。

回転円盤４０の外側には軸４２によってレバー５０が軸
支されており、該レバー５０の先端部には溝５２が穿た
れ、中間部の移動基体側の側面にはビン５４．５６が植
設されている。ビン５４と回転円盤４０の周辺に植設さ
れたビン５８との間には引張バネ６０が張架されていて
、ビン５６が回転円盤４０の縁（ストッパー部）６２と
当接して該縁を押圧するように構成されている。

移動基体３２の真空側端部には光軸に沿って移動体６４
をガイドするための満６６が形成されており、該溝６６
には移動体６４を構成する摺動部材６８（第５図に示す
）が嵌挿されている。満６６の上端部にはビン７０が設
けられ、摺動部材６８の上端部の位置が制限されている
。摺動部材６８には回転部材７２がビン７４によって軸
支されているが、その回転は満６６の両側に設けられた
突起部７６．７８により阻止される。

回転部材７２のビン７４と離れた位置にはビン８０が植
設されており、該ビン８０は前記レバー５０の先端部に
形成された溝５２と係合しており、前記レバーをある範
囲内で回転させることにより、回転部材７２及び摺動部
材６８を溝６６に沿って上方へ移動させることができる
。この移動により、摺動部材６８の上端がビン７０の位
置へ達っすると、突起部７８の上端が欠けているため回
転部材７２の回転を阻止する状態が解除される。更にレ
バー５０に時計方向へ回転させ力を加えると、回転部材
７２を軸支するビン７４と離れた位置にあるビン８０に
対してレバー５０により上向きの力が与えられるので、
回転部材７２に回転モーメントが生じ、回転部材７２の
側面が突起部７６の上端部に当接するまで反時計方向に
９０度回転する。

摺動部材６８と移動基体３２上側左端のビン８２とは鋼
線８４によって結ばれており、この鋼線８４は満６６の
上端に軸支された固定滑車８６゜移動滑車８８．及び移
！ｌｌ滑車８８と移動基体３２上側右端のビン９０を結
ぶバネ９２により引張られ、摺動部材６８に対して常に
溝６６の上側へ押し上げる力が加わるように構成されて
いる。

回転部材７２の突出部９４の中央下面には軸９６の方向
に沿って試料ホルダー把持手段９８が取付けられている
。試料ホルダー把持手段９８の先端部には、試料ホルダ
ー１４の頭部に形成された円盤部１００を包むための複
数のツメが設けられ、該ツメを試料ホルダー円盤部に対
しである一定値以上の力で押圧するとツメによる円盤部
の包み込み動作が行なわれ、ツメが既に円盤部を包み込
んでいる状態から更にツメをホルダーに対して押圧する
と、円盤部に対するツメの包み込み状態が解除される。

所で、移動体６４にはバネ９２の力によって上方へ押し
上げる力と、レバー５０のよってそれを阻止する力が与
えられているが、このレバーによる力は回転体４０が固
定されていると仮定すると、レバーを回転体４０の縁６
２へ押圧するバネ６０の力によって与えられる。バネ６
０により移動体６４を下方へ押し下げる力は、バネ９２
によって移動体６４を上方々押し上げる力よりも強く、
そのため溝６８内の移動体６４の位置は鏡筒外より操作
される棒体３６の端部リンク機構によって回転を受ける
回転体４０の縁６２の位置によって決まる。

［実施例装置の動作］以上に述べた構成の装置による試料交換の手順は次のと
おりである。

（１）電子顕微鏡による試料の観察状態においては、移
動基体３２はエアロツク室内にあり、内側仕切り弁は閉
状態にある。又、移動基体３２におけるレバー５０の先
端部と移動体６８は溝６８の上端部にあり、試料把持手
段９８の軸９６はＸ軸方向にある。

（２）試料把持機構９８に試料ホルダーを取付けられて
いないことを確認した後、内側仕切り弁を開状態にして
、移動基体３２を光軸Ｚに向けて移動させる。

（３）棒体３６を筒体３４に対して光軸方向に移動させ
る。この操作によってバネ９２の力に抗して回転円盤４
０が反時計方向に回転し、レバー５０と移動体６４は第
７図に示すように、夫々５０ａ、６４ａ　（図示せず）
から５０ｂ、６４ｂ　（図示せず）に示す位置まで下が
り、試料ホルダー把持手段９８の下端部ツメが試料移動
機構１６に装着されている試料ホルダーの円盤部１００
に当接する。

（４〉この状態から、更に、棒体３６を筒体３４に対し
て光軸方向に移動させて必要以上に押すと、バネ６０が
伸びて縁６２からピンが離れレバー５０が下らず、バネ
６０の力によって試料ホルダー把持機構９８の下端部ツ
メが試料移動機構１６に載ｄされた試料ホルダーの円盤
部を押圧し、円盤部の包み込みが行なわれる。

（５）棒体３６を筒体３４に対して光軸から離れる方向
に移動させて、試料移動機構に載置された試料ホルダー
を上方へ取外し、第７図中１４８に示す位置まで上げて
９０度向回転せる位置で停止させる。

（６）この状態から、移動基体３２を光軸から離れる方
向に移動させて、移動基体３２を内側仕切り弁の内側ま
で移動させる。この時、比較的長い形状の試料ホルダー
の軸がＸ軸方向へ向いているため、内側仕切り弁に穿た
れる通過孔の面積を最小限にすることを可能にしている
。　　′（７）内側仕切り弁を開状態として、エアロツ
ク室内において試料ホルダー把持手段９８に把持される
試料ホルダーの交換を行なう。

（８）再び、内側仕切り弁を開状態にして、移動基体３
２を光軸Ｚ軸方向へ移動させる。

（９）棒体３６を筒体３４に対して光軸方向に移動させ
る。この操作によってバネ９２の力に抗して回転円盤４
０が反時計方向に回転し、レバー５０と移動体６４は第
７図に示すように、夫々５０ａ、６４ａから５Ｑｂ、６
４ｂ示す位置まで下がり、試料ホルダー把持手段９８に
把持された試料ホルダーが、試料移動機構１６の試料ホ
ルダー受けに当接する。

（１０）この状態から、更に棒体３６を筒体３４に対し
て光軸方向に移動させると、バネ６０の力に抗してレバ
ー５０が回転体４０の縁５２を離れ、バネ６０の力によ
って試料ホルダーは試料移動機８４１６の試料ホルダー
受けに押圧され確実に装着される。それと同時に、試料
ホルダーを把持していた試料ホルダー把持手段９８のツ
メによる試料ホルダー頭部円盤部の包み込み状態が解除
される。

（１１）棒体３６を筒体３４に対して光軸から離れる方
向に移動させて、移動体を第７図中１４ａに示す位置ま
で上げて９０度向回転せた位置で停止させる。

（１２）移動基体３２を光軸から離れる方向に移動させ
て、移動基体３２を内側仕切り弁の内側まで移動させる
。この状態で、新しい試料の観察を開始することができ
る。

［発明の効果］以上の動作説明からも明らかなように、本発明によれば
、試料ホルダーの光軸上における位置が一定していなく
ても試料ホルダーを押圧する力がバネ６０によって略一
定となり、必要以上の力がかからないように構成されて
いるため、試料ホルダーの試料移動機構への着脱が安全
確実に行なえるようになる。

［他の実施例１尚、本発明は前述した実施例装置に限定されるものでは
なく、種々の変更が可能である。例えば、前述した実施
例装置においては、バネ９２．鋼線８４及び滑車等によ
り、移動体６８を常に上方に引張る力を与えてガタつき
を生じないようにしているが、これらの手段は必ずしも
設ける必要はない。更に、前述した実施例装置において
は試料ホルダー把持手段９８を移動基体の上端において
９０度回転させるための機構を備えているが、内側仕切
り弁の開状態において形成される通過孔を充分広くすれ
ば、このような回転のための機構を設けることは不要に
なることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第第６図は、夫々本発明の一実施例装置の要
部を示す略図、第７図は第１図乃至第第６図に示される
装置の動作を説明するための略図、第８図は従来の試料
交換装置の一例を示す略図である。２：対物レンズヨーク、４：対物レンズコイル。６：スペーサー、８：上磁極片、１０：上磁極片。１２：試料、１４：試料ホルダー、１６：試料移動機構
、１８：集束レンズ、２０：試料室、２２：試料交換装
置、２８二回転円板、３０：回転仕切弁、３２：移動基
体、３４：筒体、３６：棒体。４２：軸、、５０ニレバー、５２：溝、６０：バネ、６
４：移動体、６６：溝、６８：移動部材。８４：鋼線、９８：試料ホルダー把持手段。

Claims

【特許請求の範囲】

真空鏡筒内に配置された対物レンズのレンズ光軸に沿っ
た方向から、対物レンズ磁場内へ設置される試料ホルダ
の交換を行なう装置において、鏡筒外の操作によってレ
ンズ光軸と垂直な方向へ鏡筒内を移動する移動基体と、
該移動基体の光軸側端部に設けられた溝に沿って光軸方
向に移動する移動体と、該移動体に取付けられ前記試料
ホルダーを把持するための試料ホルダー把持手段と、前
記移動基体に軸支されその回転によって前記移動体を前
記溝に沿って移動させる力を加えるためのレバーと、前
記移動基体に軸支され鏡筒外の操作によって回転する回
転体と、該回転体のストッパー部へ前記レバーを押圧す
るように該回転体と前記レバーとの間に張架された弾性
体とを具備したことを特徴とする電子顕微鏡用試料交換
装置。