分析装置
【課題】鉛直方向へ移動させる移動手段を用いなくても蓋を開けることが可能であり、かつ、搬送時であっても試料が配置された密閉空間の気密性を確保可能な分析装置を提供する。
【解決手段】分析試料を保持する試料台、及び、試料台に保持された分析試料を少なくとも覆う蓋を備え、蓋によって覆われた空間が密閉され、密閉された空間内の圧力をＰ１、蓋を境に該空間と隣接する隣接空間の圧力をＰ２、とするとき、分析試料の分析が開始されるまでに、Ｐ２＜Ｐ１とされ、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋が動くことによって空間の密閉が解除されるように、蓋の質量が決定されている、分析装置とする。
【解決手段】分析試料を保持する試料台、及び、試料台に保持された分析試料を少なくとも覆う蓋を備え、蓋によって覆われた空間が密閉され、密閉された空間内の圧力をＰ１、蓋を境に該空間と隣接する隣接空間の圧力をＰ２、とするとき、分析試料の分析が開始されるまでに、Ｐ２＜Ｐ１とされ、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋が動くことによって空間の密閉が解除されるように、蓋の質量が決定されている、分析装置とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置に関し、特に、試料が配置された空間と当該空間の外側に位置する空間とを画定する蓋を、容易に開けることが可能な分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分析装置を用いて、反応性の高い試料（以下において、単に「試料」という。）を分析する場合、試料ホルダに配置された試料は、減圧環境や不活性ガス環境等に密閉される。その後、密閉空間に配置された試料を備える試料ホルダが、分析装置にセットされ、密閉空間を形成していた部材（例えば、密閉空間と当該密閉空間の外側の空間とを区画する蓋等。以下において「蓋」という。）が取り除かれる等の過程を経て、試料の分析が行われる。それゆえ、試料の分析前に取り除かれる蓋を有する試料ホルダが用いられる場合には、蓋を取り除く手段を有する試料ホルダ及び／又は分析装置が使用される。
【０００３】
このような試料ホルダや分析装置等に関連する技術として、例えば特許文献１には、分析用試料を保持する試料ホルダと、その試料ホルダに被せられ分析試料を大気と隔離して密閉し試料ホルダを内置する試料導入室の外部から操作して開閉もしくは着脱可能な試料蓋と、その試料蓋または試料ホルダにリリーフ弁とを備えることを特徴とする搬送用試料容器が開示されている。そして、特許文献１には、分析室の手前に位置する試料導入室へ搬送用試料容器をセットした後、試料蓋の上方に位置するつまみの先端についている着脱雄ネジを試料蓋の着脱ネジに入れて、試料蓋を上方に取り外す形態が開示されている。また、特許文献２には、逆止弁つき排気バルブを有してボックス本体の上面に凹設した試料ポケットと、開放付勢ばねを有して試料ポケットの上方開口部を気密閉鎖可能の蓋板とを備え、試料ポケット内が概ね真空状態にして、かつ、試料ポケット外が概ね１気圧の圧力関係において蓋板が閉鎖気密状態を維持すると共に、試料ポケットの内外圧が概ね均衡した圧力関係において（すなわち、特許文献２に係る試料ボックスが真空状態の測定環境に導入された状況下において）、蓋板が付勢ばねの付勢力によって自動開放可能に構成された構造を特徴とする試料ボックスが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５３７６０号公報
【特許文献２】特開平１１−２０１９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術には、試料導入室の外部から操作して開閉若しくは着脱可能な試料蓋が備えられている。そのため、試料分析室のほかに試料導入室が備えられ、かつ、試料蓋を鉛直方向へ移動させる移動手段が備えられる分析装置に適用される場合には、特許文献１に開示されている搬送用試料容器を用いても、蓋を開けることが可能になる。ところが、特許文献１に開示されている搬送用試料容器は、試料導入室が備えられない分析装置や、試料蓋を鉛直方向へ移動させる移動手段が備えられない分析装置に適用されると、蓋を開けることができない、という問題があった。なお、特許文献１に開示されている搬送用試料容器にはリリーフ弁が備えられている。そのため、真空排気により減圧された試料分析室に当該搬送用試料容器を配置した場合にも、分析試料が保持された空間と試料分析室との間に圧力差は生じない。一方、特許文献２に開示されている技術によれば、真空状態とされた測定環境で、蓋を自動的に開放することが可能になる。ところが、特許文献２に開示された技術では、試料ポケット内を真空状態に維持したまま、試料ボックスを試料分析室へ搬送する必要がある。そのため、特許文献２に開示されている技術には、（１）搬送時に密閉空間の気密性を確保し難い、（２）真空状態を維持するための押付力が搬送時に緩むことがある、（３）試料ポケット内を真空状態にするため、試料が粉末状である場合には飛散しやすい、等の問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、鉛直方向へ移動させる移動手段を用いなくても蓋を開けることが可能であり、かつ、搬送時であっても試料が配置された密閉空間の気密性を確保可能な、分析装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、分析試料を保持する試料台、及び、試料台に保持された分析試料を少なくとも覆う蓋を備え、蓋によって覆われた空間が密閉され、密閉された空間内の圧力をＰ１、蓋を境に上記空間と隣接する隣接空間の圧力をＰ２、とするとき、分析試料の分析が開始されるまでに、Ｐ２＜Ｐ１とされ、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋が動くことによって上記空間の密閉が解除されるように、蓋の質量が決定されていることを特徴とする、分析装置である。
【０００８】
ここに、「試料台に保持された分析試料を少なくとも覆う蓋」とは、試料台及び蓋を用いて、分析試料が保持された空間を密閉可能な形態で、蓋が配置されることをいう。さらに、「蓋を境に上記空間と隣接する隣接空間」とは、分析試料が配置されている密閉された空間（以下において「密閉空間」ということがある。）を画定していた蓋が開放された場合に、これまで密閉されていた空間と連通する空間をいう。当該隣接空間の具体例としては、分析試料の分析が行われる分析装置内の試料分析室のほか、特許文献１に開示されている試料導入室に相当する部屋が分析装置に備えられている場合には、当該試料導入室等を挙げることができる。さらに、Ｐ１は特に限定されるものではないが、密閉空間の気密性を容易に確保可能な形態とする等の観点からは、常圧とすることが好ましい。さらに、Ｐ２は、Ｐ１未満の圧力であれば特に限定されるものではなく、例えば、真空排気を伴う分析装置（例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）等）で分析試料を分析する際における、試料分析室の圧力（例えば、５０ｋＰａ以下の圧力）とすることができる。さらに、「少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋が動くことによって上記空間の密閉が解除されるように蓋の質量が決定されている」とは、蓋には少なくとも力Ｆが働き、かつ、蓋を外部から操作しなくても空間の密閉が解除されるように蓋の質量が決定されていることをいう。
【０００９】
また、上記本発明において、力Ｆ及び重力を受けることによって蓋が試料台から外れるように構成することができる。
【００１０】
ここに、「蓋が試料台から外れる」とは、力Ｆ及び重力を受けた蓋が試料台から外れることにより密閉空間が開放され、試料台に保持された分析試料の分析が蓋によって妨げられない形態になることをいう。
【００１１】
また、力Ｆ及び重力を受けることにより、蓋が試料台から外れるように構成されている上記本発明において、蓋の重心が、蓋の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることが好ましい。
【００１２】
また、上記本発明において、さらに、少なくとも力Ｆを受けた蓋を、水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段が備えられることが好ましい。
【００１３】
以下において、「少なくとも力Ｆを受けた蓋」とは、Ｐ２＜Ｐ１とされた後の蓋をいう。さらに、「少なくとも力Ｆを受けた蓋を、水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段」とは、少なくとも力Ｆを受けて動くことにより空間の密閉が解除された後の蓋を、水平面と平行な方向へ移動させることが可能な移動手段をいう。
【００１４】
また、上記本発明において、さらに、少なくとも力Ｆを受けた蓋が鉛直面と交差する方向へ移動可能なように配置されるとともに、蓋と接触する接触部材が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が、接触部材と接触しながら動くように構成することができる。
【００１５】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が、接触部材と接触しながら動くことにより、上記空間の密閉が解除されるように構成されている上記本発明において、蓋と接触部材との間に働く摩擦力を低減させる低減手段を有することが好ましい。
【００１６】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が、接触部材と接触しながら動くことにより、上記空間の密閉が解除されるように構成されている上記本発明において、さらに、Ｐ２＜Ｐ１とされた後に、蓋と接触している接触部材と試料台との距離を増大させる、距離増大手段が備えられていても良い。
【００１７】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が、接触部材と接触しながら動くことにより、上記空間の密閉が解除されるように構成されている上記本発明において、鉛直面と交差する方向を水平方向とすることができる。
【００１８】
また、上記本発明において、さらに、力Ｆの発生前後に亘って試料台と蓋とを連結する連結部が備えられ、連結部は、少なくとも、蓋が試料台に対して回動する際に回転軸として機能する軸部を有し、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心にして回動した後に、分析試料の分析が行われることが好ましい。
【００１９】
また、連結部が備えられる上記本発明において、さらに、試料台から離れる方向へと向かう、少なくとも力Ｆを受けた蓋の動きを許容する許容部が、連結部に備えられていても良い。
【００２０】
また、連結部が備えられる上記本発明において、さらに、試料台を傾ける傾斜手段が備えられることが好ましい。
【００２１】
また、連結部が備えられる上記本発明において、さらに、回動した蓋を受け止める受け部が備えられることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを用いて蓋を開けることができるので、鉛直方向へ移動させる移動手段を用いなくても蓋を開けることが可能な分析装置を提供することができる。さらに、本発明によれば、例えば、圧力Ｐ１を常圧とする（分析試料が保持された空間を常圧Ｐ１の環境下で密閉する）ことにより、搬送時に密閉空間へ外気が侵入する事態を抑制でき、密閉空間の気密性を確保することが可能になる。したがって、本発明によれば、鉛直方向へ移動させる移動手段を用いなくても蓋を開けることが可能であり、かつ、搬送時であっても分析試料が配置された密閉空間の気密性を確保可能な分析装置を提供することができる。そのため、本発明によれば、大気による汚染が抑制された分析試料を分析することが可能な分析装置を提供することができる。また、本発明によれば、例えば、圧力Ｐ１を常圧とすることにより、飛散しやすい分析試料であっても容易に分析することが可能な、分析装置を提供することもできる。
【００２３】
また、本発明において、力Ｆ及び重力を受けた蓋が試料台から外れる形態とすることにより、力Ｆ及び蓋の自重を用いて蓋を試料台から外すことができるので、上記効果に加え、さらに分析試料を容易に分析することが可能な、分析装置を提供することができる。
【００２４】
また、力Ｆ及び重力を受けた蓋が試料台から外れるように構成されている本発明において、蓋の重心が、蓋の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることにより、力Ｆ及び重力を受けた蓋を試料台から外しやすい形態とすることができる。
【００２５】
また、本発明において、少なくとも力Ｆを受けて動いた蓋を水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段が備えられることにより、分析試料の分析が開始されるまでに、蓋を確実に取り除くことが可能になる。
【００２６】
また、本発明において、少なくとも力Ｆを受けた蓋が接触部材と接触しながら動く形態とすることにより、蓋の自重を用いなくとも蓋を試料台から外すことが可能な分析装置を提供することができる。
【００２７】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が接触部材と接触しながら動くことによって、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、蓋と接触部材との間に働く摩擦力を低減させる低減手段が備えられることにより、蓋を試料台から外すことが容易になる。
【００２８】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が接触部材と接触しながら動くことによって、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、Ｐ２＜Ｐ１とされた後に、蓋と接触している接触部材と試料台との距離を増大させる距離増大手段が備えられることにより、蓋を試料台から確実に外すことが可能な分析装置を提供することができる。
【００２９】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が接触部材と接触しながら動くことによって、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、少なくとも力Ｆを受けた蓋が水平方向へ移動可能なように配置されることにより、蓋を試料台から外すことが容易になる。
【００３０】
また、本発明において、軸部を有する連結部が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心に回動する過程を経た後に分析試料の分析が行われる形態とすることにより、上記効果に加えて、蓋の飛び出しや落下によって分析試料及び測定系を傷つける危険性を低減することが可能な、分析装置を提供することができる。さらに、当該形態とすることにより、開けた蓋を閉めることが可能になるので、分析された分析試料を容易に回収することが可能な、分析装置を提供することができる。
【００３１】
また、軸部を有する連結部が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心に回動する過程を経て、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、連結部に許容部が備えられることにより、回動前に試料台から離れる方向へ向かう蓋の動きを許容することができる。そのため、かかる形態とすることにより、少なくとも力Ｆを受けた蓋が動きやすい分析装置を提供することができる。
【００３２】
また、軸部を有する連結部が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心に回動する過程を経て、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、試料台を傾ける傾斜手段が備えられることにより、蓋を容易に開閉することが可能な、分析装置を提供することができる。
【００３３】
また、軸部を有する連結部が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心に回動する過程を経て、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、回動した蓋を受け止める受け部が備えられることにより、開けた蓋を容易に閉めることが可能な、分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。なお、以下の形態は本発明の例示であり、本発明は以下の形態に限定されるものではない。
【００３５】
１．第１実施形態
図１は、第１実施形態にかかる本発明の分析装置１００に備えられるサンプルホルダ１０の形態を概略的に示す図である。図１の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１に示すように、サンプルホルダ１０は、試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台３と、を備え、蓋２は、通気孔４を有している。サンプルホルダ１０に、反応性の高い分析試料５をセットする際には、例えば、Ａｒガス等に代表される不活性雰囲気中、常圧Ｐ１（以下において「圧力Ｐ１」ということがある。）の環境下で、試料台１に分析試料５を配置する。その後、Ｏリング６が嵌め込まれた試料台１に蓋２を被せ、蓋２の通気孔４をシール７で塞ぐことにより、分析試料５が保持された空間８を、試料台１、蓋２、Ｏリング６、及び、シール７を用いて密閉する。このようにして空間８が密閉されるため、サンプルホルダ１０によれば、分析試料５が保持された密閉空間８への大気の侵入を抑制することが可能になる。
【００３６】
図２は、図１に示すサンプルホルダ１０を備える分析装置１００の形態を概略的に示す図である。図３は、蓋２が持ち上がったサンプルホルダ１０の形態を概略的に示す図である。図３の紙面上下方向が鉛直方向である。分析装置１００を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ１０を分析装置１００の分析室９０へセットした後、真空排気することにより、分析室９０を減圧し、分析室９０の圧力をＰ２（＜Ｐ１）にする。このようにして分析室９０の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された密閉空間８の圧力Ｐ１が、分析室９０の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。ここで、蓋２の質量は、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されている。そのため、分析装置１００によれば、外部操作をしなくても、力Ｆを用いて蓋２を持ち上げることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる（図３参照）。分析装置１００では、空間８の密閉が解除された後に、分析試料５が分析される。
【００３７】
このように、分析装置１００によれば、分析室９０と空間８との圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを用いて蓋２を開けることができる。そのため、特許文献１に開示されているような鉛直方向へ動作可能な移動手段や、蓋を開けるための準備室が備えられていなくても、本発明の分析装置１００によれば、密閉空間８を画定している蓋２を開放することができる。そして、本発明の分析装置１００では、密閉空間８の圧力をＰ１とすることにより、当該空間８を真空状態にした場合と比較して、密閉空間８への大気の流入を抑制することができ、分析室９０の圧力をＰ２へと低減することによって蓋２を開けることができる。そのため、本発明の分析装置１００によれば、外気によるサンプルの汚染を抑制することができ、反応性の高い試料を分析することが可能になる。加えて、本発明の分析装置１００では、常圧Ｐ１の環境下で空間８が密閉されるので、分析試料５が飛散しやすいもの（例えば、ナノ粒子等の粉末サンプル）であっても、容易に分析することができる。
【００３８】
分析装置１００において、空間８の密閉が解除された後に分析試料５を分析しやすい形態にする等の観点からは、空間８の密閉が解除された後に、蓋２が分析試料５の分析の妨げにならない位置へ配置されることが好ましい。かかる観点から、少なくとも力Ｆを受けた蓋２が移動しやすい形態とすることが好ましく、例えば、力Ｆを受けた蓋２の飛び上がりを容易にする程度に、蓋２の重さを軽くすることが好ましい。
【００３９】
２．第２実施形態
図４は、第２実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ２０の形態を概略的に示す図である。図５は、サンプルホルダ２０の蓋２が試料台１から外れる様子を示す図である。図４及び図５の紙面上下方向が、鉛直方向である。図４及び図５において、図１〜図３と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図４及び図５を参照しつつ、第２実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００４０】
図４及び図５に示すように、サンプルホルダ２０は、分析試料５を保持する面が鉛直面となるように傾けて配置された試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台３と、を備えている。サンプルホルダ２０に分析試料５をセットする手順、及び、分析試料５がセットされたサンプルホルダ２０を第２実施形態にかかる分析装置へセットする手順は、第１実施形態にかかる分析装置１００と同様にすることができる。第２実施形態にかかる分析装置（以下、本段落において単に「分析装置」ということがある。）を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ２０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより、分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。ここで、蓋２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されている。そのため、第２実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆを用いて、試料台１から遠ざかる向きへ蓋２を移動させることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる。さらに、第２実施形態にかかる分析装置に備えられるサンプルホルダ２０は、試料台１が傾けて配置されているので、試料台１から遠ざかる向きへと移動した蓋２は、その後、自重によって試料台１の下方へと落下する（図５参照）。このように、サンプルホルダ２０を備える第２実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆ及び蓋２の自重を用いて蓋２を試料台１から外すことができるので、分析試料５を容易に分析することが可能になる。
【００４１】
第２実施形態にかかる分析装置において、少なくとも力Ｆを受けた蓋２が試料台１から外れやすい形態にする等の観点からは、蓋２の重心が、該蓋２の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることが好ましい。かかる形態とすることにより、蓋２が試料台１の下方へと落下しやすくなるので、少なくとも力Ｆを受けた蓋２が試料台１から外れやすい形態とすることが可能になる。ここで、蓋２の重心を鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へとずらす手段としては、鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方に位置する蓋２の部位の肉厚を、鉛直方向上方に位置する蓋２の部位の肉厚よりも厚くする、又は、鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方に位置する部位に重りを余分に取り付ける、等の手段を例示することができる。
【００４２】
さらに、第１実施形態にかかる分析装置１００及び第２実施形態にかかる分析装置において、分析試料５の分析の妨げにならない位置へ蓋２を確実に配置可能な形態にする等の観点からは、上記構成に加え、さらに、少なくとも力Ｆを受けて動いた蓋２を水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段（不図示）が備えられる形態とすることが好ましい。第二実施形態にかかる分析装置に、分析試料が保持されたサンプルホルダを水平面と平行な方向へ移動可能な機構（以下において「搬送アーム」ということがある。）が備えられる場合、当該搬送アームを、第２実施形態にかかる分析装置の移動手段として機能させることができる。
【００４３】
３．第３実施形態
図６は、第３実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ２０及び接触部材３１の形態を概略的に示す図である。図７は、接触部材３１に接触しながら試料台１から遠ざかる蓋２の様子を示す図である。図６及び図７の紙面上下方向が、鉛直方向である。図６及び図７において、図１〜図５と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図６及び図７を参照しつつ、第３実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００４４】
図６及び図７に示すように、サンプルホルダ２０は、分析試料５を保持する面が鉛直面となるように傾けて配置された試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台３と、を備えている。蓋２と接触するように配置された接触部材３１は、複数のロール状部材３１ａ、３１ａ、…を備えている。サンプルホルダ２０に分析試料５をセットする手順は、第１実施形態にかかる分析装置１００と同様にすることができる。第３実施形態にかかる分析装置（以下、本段落において単に「分析装置」という。）を用いて分析試料５を分析するには、分析試料５が保持されたサンプルホルダ２０と接触部材３１とが図６に示す配置となるように、分析室へサンプルホルダ２０をセットする。その後、真空排気することにより、分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８の圧力Ｐ１が、分析質の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。ここで、蓋２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されている。そのため、第３実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆを用いて、試料台１から遠ざかる向きへ蓋２を移動させることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる。ここで、試料台１から遠ざかる向きへと移動した蓋２は接触部材３１と接触している。そのため、少なくとも力Ｆを受けて動いた蓋２は、その後、接触部材３１を構成するロール状部材３１ａ、３１ａ、…と接触しながら、接触部材３１の表面を移動することにより、試料台１から遠ざかる（図７参照）。このように、第３実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆを用いて動かした蓋２を、接触部材３１に接触させながら、試料台１から遠ざかる向きへと移動させることができるので、分析試料５を容易に分析することが可能になる。
【００４５】
第３実施形態にかかる分析装置において、力Ｆを受けて動いた蓋２が、接触部材３１の表面を移動しやすい形態にする等の観点からは、さらに、蓋２と接触部材３１との間に働く摩擦力を低減させる低減手段が備えられることが好ましい。当該低減手段の具体例としては、公知の潤滑剤等を例示することができる。
【００４６】
さらに、第３実施形態にかかる分析装置において、分析試料５の分析を容易に行い得る形態とする等の観点からは、力Ｆを受けて動いた蓋２と試料台１との距離を容易に増大させ得る形態とすることが好ましい。当該形態の分析装置は、例えば、基台３及び／又は接触部材３１を動かすことにより、蓋２と試料台１との距離を増大させる手段（距離増大手段）が備えられる形態とすることにより、実現可能である。本発明の分析装置において、距離増大手段は公知のものを用いることができる。本発明が、搬送アームを有する公知の分析装置（例えば、ＳＥＭ、ＸＰＳ等）に適用される場合、距離増大手段を用いて移動される基台３及び／又は接触部材３１の方向は、水平面と平行な方向とすることが好ましい。
【００４７】
４．第４実施形態
図８は、第４実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。図９は、サンプルホルダ４０の形態を概略的に示す側面図である。図１０は、力Ｆを受けて蓋２が動いた後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。図１１は、力Ｆを受けて蓋２が動いた後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す側面図である。図１２は、蓋２が回動した後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。図８〜図１２の紙面上下方向が、鉛直方向である。図８〜図１２において、図１と同様の構成を採るものには、図１で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図８〜図１２を参照しつつ、第４実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００４８】
図８〜図１２に示すように、サンプルホルダ４０は、試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台４１と、を備え、試料台１及び蓋２は、蝶番状の連結部４２を介して連結されている。連結部４２は、蓋２が試料台１に対して回動する際に回転軸として機能する軸部４３、該軸部４３に連結された連結板４４及び連結板４５、連結板４４と試料台１とを固定する部材４６、並びに、蓋２に固定された部材４７を有し、さらに、蓋２とともに移動する部材４７の動きを許容する許容手段として機能する孔４８が、連結板４５に備えられている。サンプルホルダ４０に、分析試料５をセットする際には、例えば、Ａｒガス等に代表される不活性雰囲気中、常圧Ｐ１の環境下で、蓋２が開いた状態のサンプルホルダ４０の試料台１に、分析試料５を配置する。その後、軸部４３を中心に蓋２を回動させる過程を経て、Ｏリング６が嵌め込まれた試料台１に蓋２を被せ、蓋２の通気孔４をシール７で塞ぐことにより、分析試料５が保持された空間８を、試料台１、蓋２、Ｏリング６、及び、シール７を用いて密閉する。このようにして空間８が密閉されるため、サンプルホルダ４０によれば、分析試料５が保持された密閉空間８への大気の侵入を抑制することが可能になる。
【００４９】
第４実施形態にかかる分析装置（以下、本段落及び次段落において単に「分析装置」又は「本発明の分析装置」という。）を用いて分析試料５を分析するには、分析試料５が保持されたサンプルホルダ４０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより、当該分析室を減圧し、分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２になると、分析試料５が保持された密閉空間８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。ここで、蓋２の質量は、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されている。そのため、本発明の分析装置によれば、外部操作をしなくても、力Ｆを用いて蓋２を持ち上げることができ（図１０及び図１１参照）、これによって、空間８の密閉を解除することができる。このようにして蓋２が持ち上がった後、本発明の分析装置では、基台４１のチルト機構４９を機能させて基台４１を傾ける。基台４１が傾くと、蓋２の重心が移動する。そのため、蓋２は軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ４０は図１２に示す状態となる。本発明の分析装置では、サンプルホルダ４０が図１２に示す状態となることにより、蓋２が完全に開いた後に、チルト機構４９の機能が解除される。チルト機構４９が解除されると、基台４１は水平な状態に戻り、分析試料５の分析が開始される。
【００５０】
分析試料５の分析が終了した後に、基台４１のチルト機構４９を蓋２が開く方向と逆方向に機能させて基台４１を傾ける。これに伴って蓋２の重心が移動する。そのため、重心が移動した蓋２は軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ４０は図１０及び図１１に示す状態（以下において「蓋２が閉まった状態」ということがある。）へと戻る。
【００５１】
このように、第４実施形態にかかる分析装置によっても、分析室と空間８との圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを用いて蓋２を開けることができる。さらに、第４実施形態にかかる分析装置も、密閉空間８の圧力を常圧Ｐ１とすることにより、当該空間８を真空状態にした場合と比較して、外気によるサンプルの汚染を抑制することができ、反応性の高い試料を分析することが可能になるほか、分析試料５が飛散しやすいもの（例えば、ナノ粒子等の粉末サンプル）であっても、容易に分析することができる。これらの効果に加えて、さらに、第４実施形態にかかる分析装置では、連結部４２を介して試料台１及び蓋２が連結されている。そのため、蓋２を完全に開放した場合であっても、蓋２が飛び出したり落下したりすることがない。蓋２の飛び出しや落下を防止することにより、蓋２によって分析試料５や測定系が傷つけられる事態を回避することができる。そのため、かかる形態とすることにより、分析試料５や測定系が傷つけられる事態を回避することが可能な、分析装置を提供することができる。さらに、第４実施形態にかかる分析装置によれば、チルト機構４９を利用することにより、蓋２が閉まった状態へと戻すことができる。このようにして、蓋２が閉まった状態へと移行すると、分析が終了した分析試料５を回収することが容易になる。そのため、かかる形態とすることにより、分析試料５を容易に回収することが可能な、分析装置を提供することができる。本発明において、チルト機構４９の形態は特に限定されるものではなく、公知の形態とすることができる。
【００５２】
５．第５実施形態
図１３は、第５実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ５０の形態を概略的に示す図である。図１４は、蓋２が回動した後のサンプルホルダ５０の形態を概略的に示す図である。図１３及び図１４の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１３及び図１４において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図１３及び図１４を参照しつつ、第５実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００５３】
図１３及び図１４に示すように、サンプルホルダ５０は、分析試料５を保持する面が略水平面であり、かつ、蓋２との接触面等が傾斜面となるように形成されている試料台５１と、該試料台５１に被せられる蓋２と、試料台５１を固定する基台３と、を備え、試料台５１及び蓋２は、連結部４２を介して連結されている。サンプルホルダ５０において、試料台５１が蓋２と接触する面の傾斜は、力Ｆを受けて持ち上げられた状態にある蓋２の重心が、軸部４３の外側（軸部４３に対して試料台５１と反対側。以下において同じ。）になるように設計されている。そのため、上記第４実施形態にかかる分析装置と同様の手順により、サンプルホルダ５０を分析室へとセットし、分析室の圧力をＰ２にすることにより、力Ｆを受けた蓋２が持ち上がると、持ち上げられた蓋２の重心は軸部４３の外側にあるため、持ち上げられた蓋２は軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ５０は図１４に示す状態となる。第５実施形態にかかる分析装置では、サンプルホルダ５０が図１４に示す状態へと移行した後に、分析試料５の分析が開始される。
【００５４】
このように、第５実施形態にかかる分析装置で用いられるサンプルホルダ５０は、蓋２が持ち上がると回動するように設計されている。そのため、サンプルホルダ５０の基台３には、サンプルホルダ４０の基台４１に備えられていたチルト機構４９が備えられていない。基台にチルト機構が備えられていなくても、例えば上記サンプルホルダ５０の形態とすることにより、蓋２を容易に開けることが可能になる。
【００５５】
６．第６実施形態
図１５は、第６実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ６０の形態を概略的に示す図である。図１６は、蓋２が回動した後のサンプルホルダ６０の形態を概略的に示す図である。図１５及び図１６の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１５及び図１６において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図１５及び図１６を参照しつつ、第６実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００５６】
図１５及び図１６に示すように、サンプルホルダ６０は、分析試料５を保持する面が鉛直面となるように傾けて配置された試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台３と、を備えている。サンプルホルダ６０において、試料台１及び蓋２は、蝶番状の連結部６２を介して連結されている。連結部６２は、蓋２が試料台１に対して回動する際に回転軸として機能する軸部４３、該軸部４３に連結された連結板６３及び連結板６４、並びに、連結板６４と蓋２とを連結する部材６５を有している。連結板６３及び基台３は図示されていない固定手段を介して固定されており、連結板６４には、蓋２とともに移動する部材６５の動きを許容する許容手段として機能する孔（不図示）が備えられている。サンプルホルダ６０に分析試料５をセットする手順、及び、分析試料５がセットされたサンプルホルダ６０を第６実施形態にかかる分析装置へセットする手順は、第４実施形態にかかる分析装置と同様にすることができる。第６実施形態にかかる分析装置（以下、本段落において単に「分析装置」ということがある。）を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ６０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。蓋２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されているので、第６実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆを用いて、試料台１から遠ざかる向きへ蓋２を移動させることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる。さらに、第６実施形態にかかる分析装置に備えられるサンプルホルダ６０は、試料台１が傾けて配置されている。そのため、試料台１から遠ざかる向きへと移動した蓋２は、その後、自重によって試料台１の下方へと移動すべく、軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ６０は図１６に示す状態となる。このように、サンプルホルダ６０を備える第６実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆ及び蓋２の自重を用いて蓋２を開けることができるので、分析試料５を容易に分析することが可能になる。
【００５７】
第６実施形態にかかる分析装置において、少なくとも力Ｆを受けた蓋２が軸部４３を中心にして回動しやすい形態にする等の観点からは、蓋２の重心が、該蓋２の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることが好ましい。このようにすることで、力Ｆを受けて動いた蓋２が軸部４３を中心にして回動しやすい分析装置を提供することができる。なお、蓋２の重心を鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へとずらす手段としては、第２実施形態にかかる分析装置の場合と同様のものを例示することができる。
【００５８】
７．第７実施形態
図１７は、第７実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ７０の形態を概略的に示す図である。図１８は、蓋２が回動した後のサンプルホルダ７０の形態を概略的に示す図である。図１７及び図１８の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１７及び図１８において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図１７及び図１８を参照しつつ、第７実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００５９】
図１７及び図１８に示すように、サンプルホルダ７０は、試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台４１と、を備えている。試料台１及び蓋２は、蝶番状の連結部４２を介して接続されており、連結板４４には、側面視Ｌ字型の受け部７１が備え付けられている。サンプルホルダ７０に分析試料５をセットする手順、及び、分析試料５がセットされたサンプルホルダ７０を第７実施形態にかかる分析装置へセットする手順は、第４実施形態にかかる分析装置と同様にすることができる。第７実施形態にかかる分析装置（以下、本段落及び次段落において単に「分析装置」又は「本発明の分析装置」ということがある。）を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ７０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。蓋２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されているので、第７実施形態にかかる分析装置も、力Ｆを用いて、蓋２を持ち上げることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる。このようにして蓋２が持ち上がった後、本発明の分析装置では、基台４１のチルト機構４９を機能させて基台４１を傾ける。基台４１が傾くと、蓋２の重心が移動する。そのため、蓋２は軸部４３を中心にして回動し、蓋２は受け部７１によって受け止められる（図１８参照）。本発明の分析装置では、サンプルホルダ７０の蓋２が受け部７１によって受け止められた後に、チルト機構４９の機能が解除される。チルト機構４９が解除されると、基台４１は水平な状態に戻り、分析試料５の分析が開始される。
【００６０】
分析試料５の分析が終了した後に、基台４１のチルト機構４９を蓋２が開く方向と逆方向に機能させて基台４１を傾ける。これに伴って蓋２の重心が移動する。そのため、重心が移動した蓋２は、軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ７０は、チルト機構４９を機能させる前の状態（蓋２が閉まった状態）へと戻る。ここで、サンプルホルダ７０には、側面視Ｌ字型の受け部７１が備えられ、チルト機構４９を機能させて回動させた蓋２は受け部７１によって受け止められる。すなわち、サンプルホルダ７０では、蓋２の回動幅が受け部７１によって制限されているので、チルト機構４９を用いた時に、蓋２が閉まりやすい状態とされている。そのため、第７実施形態にかかる分析装置によれば、上記第４実施形態にかかる分析装置により得られる効果に加え、さらに、蓋２を容易に閉めることが可能になる。
【００６１】
８．第８実施形態
図１９は、第８実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ８０の形態を概略的に示す図である。図２０は、蓋８２が回動した後のサンプルホルダ８０の形態を概略的に示す図である。図１９及び図２０の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１９及び図２０において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図１９及び図２０を参照しつつ、第８実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００６２】
図１９及び図２０に示すように、サンプルホルダ８０は、試料台８１と、該試料台８１に被せられる蓋８２と、試料台８１を固定する基台３と、を備えている。試料台８１及び蓋８２は、回動軸を有する連結部８３を介して連結されており、蓋８２及び連結部８３は一体化されている。サンプルホルダ８０に分析試料５をセットする手順、及び、分析試料５がセットされたサンプルホルダ８０を第８実施形態にかかる分析装置へセットする手順は、第４実施形態にかかる分析装置と同様にすることができる。第８実施形態にかかる分析装置（以下、本段落及び次段落において単に「分析装置」又は「本発明の分析装置」ということがある。）を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ８０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋８２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。蓋８２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋８２が動くことによって空間８８の密閉が解除されるように決定されているので、第８実施形態にかかる分析装置においても、力Ｆを用いて蓋８２を動かすことができる。ここで、上述のように、蓋８２は連結部８３と一体化されており、当該連結部８３を介して、試料台８１及び蓋８２が連結されている。そのため、力Ｆを受けた蓋８２は、連結部８３の回動軸を中心にして回動し、サンプルホルダ８０は図２０に示す状態となる。第８実施形態にかかる分析装置では、サンプルホルダ８０が図２０に示す蓋８２が開いた状態へと移行した後に、分析試料５の分析が開始される。
【００６３】
このように、第８実施形態にかかる分析装置で用いられるサンプルホルダ８０は、蓋８２が力Ｆを受けると回動するように設計されている。そのため、サンプルホルダ８０の基台３には、サンプルホルダ４０の基台４１に備えられていたチルト機構４９が備えられていない。さらに、サンプルホルダ８０では、力Ｆを受けた蓋８２は回動するのみなので、上記連結部４２の部材４７と孔４８との間や連結板４５と蓋２との間に働き得る摩擦力が存在しない。そのため、かかる形態とすることにより、蓋８２を容易に開けることが可能になる。サンプルホルダ８０において、連結部８３の締め付けは、蓋８２が真空排気時の開き具合に応じて制御することができる。
【００６４】
第８実施形態にかかる分析装置で用いられるサンプルホルダの形態は、試料台及び蓋を連結する連結部と蓋とが一体化され、かつ、真空排気時に蓋が開く形態であれば、上記サンプルホルダ８０に限定されるものではない。例えば、上記サンプルホルダ５０のように、蓋との接触面等が傾斜面となるように形成された試料台を備える形態や、上記サンプルホルダ６０のように、分析試料を保持する面が鉛直面となるように試料台が傾けて配置された形態とすることも可能である。このほか、側面視Ｌ字型の受け部が試料台に備え付けられた形態や、チルト機構を有する基台が備えられる形態とすることも可能である。
【００６５】
第４実施形態にかかる分析装置〜第７実施形態にかかる分析装置に関する上記説明では、連結部４２が備えられる形態を例示したが、これらの分析装置に備えられる連結部は、上記形態に限定されるものではない。図２１及び図２２に、本発明の分析装置に備えられ得る連結部の他の形態を示す。図２１は図９と対応する図であり、図２２は図８と対応する図である。図２１及び図２２において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００６６】
図２１に示す連結部９１は、蓋２が試料台１に対して回動する際に回転軸として機能する軸部４３、該軸部４３に連結された連結板９２及び連結板９３、連結板９３と試料台１とを固定する固定部材４６、並びに、連結板９２に対して上下動可能な形態で蓋２に固定された部材９４を有している。そして、連結板９２の鉛直方向上端には、力Ｆを受けた蓋２とともに上方へ移動する部材９４の過度の移動を防止する停止部９５が備えられている。かかる形態の連結部９１が備えられていても、力Ｆを受けて持ち上げられた蓋２の動きが、連結板９２及び部材９４によって許容される。さらに、持ち上げられた蓋２に固定されている部材９４は、軸部４３に連結された連結板９２と接触可能である。そのため、例えばチルト機構４９を機能させることにより、持ち上げられた蓋２を、軸部４３を中心にして回動させることができる。
【００６７】
一方、図２２に示す連結部９６は、連結板９３及び連結板４５、連結板９３と試料台１とを固定する固定部材４６、並びに、連結板９３と連結板４５とを連結する連結部材９７を有している。連結部材９７は、蓋２に連結された軸部９８の移動を許容する空間９９、及び、軸部９８と蓋２とを連結する連結部位の移動を許容する開口部（不図示）を有している。かかる形態の連結部９６が備えられていても、力Ｆを受けて持ち上げられた蓋２の動きが、連結部材９７の空間９９等によって許容される。さらに、空間９９を移動する軸部９８は、蓋２に連結されている。そのため、例えばチルト機構４９を機能させることにより、軸部９８を中心にして、持ち上げられた蓋２を回動させることができる。
【００６８】
連結部が備えられる本発明の分析装置において、連結部を構成する部材の材料は、上記動作環境に耐え得る材料であれば特に限定されるものではなく、金属のほか、樹脂等を用いることができる。
【００６９】
また、本発明の分析装置において、試料台及び蓋の材料は、上記動作環境に耐え得る材料であれば特に限定されるものではなく、金属のほか、樹脂等を用いることができる。
【００７０】
また、本発明の分析装置において、サンプルホルダが配置された環境が真空排気された時の蓋の動作を容易にする等の観点からは、上記構成に加え、さらに、蓋の動作を補助する補助手段（例えば、バネ、ネジ等）が備えられることが好ましい。
【実施例】
【００７１】
実施例を参照しつつ、本発明についてさらに説明する。なお、実施例１〜実施例３において、試料台を覆う蓋の通気孔は、常圧のＡｒガス雰囲気下で塞いだ。
【００７２】
＜実施例１＞
サンプルホルダ１０と同様の形態のサンプルホルダを分析装置へセットし、動作確認試験を行った。試験条件を以下に示す。
・分析装置；Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）
・圧力Ｐ２；５０ｋＰａ以下（分析前に、１×１０−５Ｐａまで減圧する。）
・蓋の質量；１２０ｇ
・蓋の構成材料；モリブデン含有金属
【００７３】
上記条件の下で実施例１にかかる動作確認試験を行った結果、ＸＰＳの分析室の圧力Ｐ２を５０ｋＰａ以下へと低減することにより、蓋が持ち上がった。そのため、本実施例では、持ち上がった蓋を、ＸＰＳに備えられていた搬送アームを使って移動することにより、蓋を試料台から外した。以上より、実施例１にかかる分析装置（本発明の分析装置）によれば、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を動かすことができた。すなわち、実施例１によれば、蓋を鉛直方向へ移動させる移動手段や予備排気室が備えられない分析装置であっても、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を開けることができた。また、本発明の分析装置によれば、分析試料が配置された密閉空間を真空状態にすることがないため、密閉空間への外気の流入を抑制することができ、分析試料が大気によって汚染される程度を従来よりも低減することができた。
【００７４】
＜実施例２＞
サンプルホルダ１０と同様の形態のサンプルホルダを分析装置へセットし、動作確認試験を行った。試験条件を以下に示す。
・分析装置；Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）
・圧力Ｐ２；５０ｋＰａ以下（分析前に、１×１０−５Ｐａまで減圧する。）
・蓋の質量；１０ｇ
・蓋の構成材料；アルミニウム含有金属
【００７５】
上記条件の下で実施例２にかかる動作確認試験を行った結果、ＸＰＳの分析室の圧力Ｐ２を５０ｋＰａ以下へと低減することにより、蓋が持ち上がり、最終的に蓋が飛ぶことにより試料台から外れた。以上より、実施例２にかかる分析装置（本発明の分析装置）によれば、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を動かすことができ、蓋の質量等を制御することによって、搬送アームを用いなくても蓋を試料台から外すことができた。すなわち、実施例２によれば、蓋を鉛直方向及び水平方向へ移動させる移動手段や予備排気室が備えられない分析装置であっても、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を開けることができた。また、本発明の分析装置によれば、分析試料が配置された密閉空間を真空状態にすることがないため、密閉空間への外気の流入を抑制することができ、分析試料が大気によって汚染される程度を従来よりも低減することができた。
【００７６】
＜実施例３＞
サンプルホルダ４０と同様の形態のサンプルホルダを分析装置へセットし、動作確認試験を行った。試験条件を以下に示す。
・分析装置；電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）
・圧力Ｐ２；１０−２Ｔｏｒｒ以下（分析前に、５×１０−５Ｔｏｒｒまで減圧する。）
・蓋の質量；２０ｇ
・蓋の構成材料；アルミニウム含有金属
・連結部の構成材料；ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）
【００７７】
上記条件の下で実施例３にかかる動作確認試験を行った結果、ＦＥ−ＳＥＭの分析室の圧力Ｐ２を１０−２Ｔｏｒｒ以下へと低減することにより、蓋が持ち上がった。そのため、本実施例では、蓋が持ち上がった状態で基台のチルト機構を機能させ、基台を傾けることにより、サンプルホルダを図１２に示す状態にした。そして、分析試料の分析終了後にチルト機構の機能を利用することにより、サンプルホルダを、蓋が閉まった状態へ移行させた。
【００７８】
以上より、実施例３にかかる分析装置（本発明の分析装置）によれば、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を動かすことができ、チルト機構を機能させることによって、蓋を開けることができた。すなわち、実施例３によれば、蓋を鉛直方向及び水平方向へ移動させる移動手段や予備排気室が備えられない分析装置であっても、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を開けることができた。さらに、実施例３によれば、蓋及び試料台が連結されていたため、移動した蓋の飛び出しや落下によって分析試料及び測定系が破損する事態を回避することができ、チルト機構を利用して蓋を閉めることにより分析試料を容易に回収することができた。また、本発明の分析装置によれば、分析試料が配置された密閉空間を真空状態にすることがないため、密閉空間への外気の流入を抑制することができ、分析試料が大気によって汚染される程度を従来よりも低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】サンプルホルダ１０の形態を概略的に示す図である。
【図２】第１実施形態にかかる本発明の分析装置１００の形態を概略的に示す図である。
【図３】蓋２が持ち上がったサンプルホルダ１０の形態を概略的に示す図である。
【図４】サンプルホルダ２０の形態を概略的に示す図である。
【図５】サンプルホルダ２０の蓋２が試料台１から外れる様子を示す図である。
【図６】サンプルホルダ３０及び接触部材３１の形態を概略的に示す図である。
【図７】接触部材３１に接触しながら試料台１から遠ざかる蓋２の様子を示す図である。
【図８】サンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。
【図９】サンプルホルダ４０の形態を概略的に示す側面図である。
【図１０】蓋２が動いた後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。
【図１１】蓋２が動いた後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す側面図である。
【図１２】蓋２が回動した後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。
【図１３】サンプルホルダ５０の形態を概略的に示す図である。
【図１４】蓋２が回動した後のサンプルホルダ５０の形態を概略的に示す図である。
【図１５】サンプルホルダ６０の形態を概略的に示す図である。
【図１６】蓋２が回動した後のサンプルホルダ６０の形態を概略的に示す図である。
【図１７】サンプルホルダ７０の形態を概略的に示す図である。
【図１８】蓋２が回動した後のサンプルホルダ７０の形態を概略的に示す図である。
【図１９】サンプルホルダ８０の形態を概略的に示す図である。
【図２０】蓋８２が回動した後のサンプルホルダ８０の形態を概略的に示す図である。
【図２１】連結部９１を有するサンプルホルダを示す図である。
【図２２】連結部９６を有するサンプルホルダを示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…試料台
２…蓋
３…基台
４…通気孔
５…分析試料
６…Ｏリング
７…シール
８…空間
１０…サンプルホルダ
２０…サンプルホルダ
３１…接触部材
３１ａ…ロール状部材
４０…サンプルホルダ
４１…基台
４２…連結部
４３…軸部
４４…連結板
４５…連結板
４６…部材
４７…部材
４８…孔
４９…チルト機構
５０…サンプルホルダ
５１…試料台
６０…サンプルホルダ
６２…連結部
６３…連結板
６４…連結板
６５…部材
７０…サンプルホルダ
７１…受け部
８０…サンプルホルダ
８１…試料台
８２…蓋
８３…連結部
８８…空間
９０…分析室
９１…連結部
９２…連結板
９３…連結板
９４…部材
９５…停止部
９６…連結部
９７…連結部材
９８…軸部
９９…空間
１００…分析装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置に関し、特に、試料が配置された空間と当該空間の外側に位置する空間とを画定する蓋を、容易に開けることが可能な分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分析装置を用いて、反応性の高い試料（以下において、単に「試料」という。）を分析する場合、試料ホルダに配置された試料は、減圧環境や不活性ガス環境等に密閉される。その後、密閉空間に配置された試料を備える試料ホルダが、分析装置にセットされ、密閉空間を形成していた部材（例えば、密閉空間と当該密閉空間の外側の空間とを区画する蓋等。以下において「蓋」という。）が取り除かれる等の過程を経て、試料の分析が行われる。それゆえ、試料の分析前に取り除かれる蓋を有する試料ホルダが用いられる場合には、蓋を取り除く手段を有する試料ホルダ及び／又は分析装置が使用される。
【０００３】
このような試料ホルダや分析装置等に関連する技術として、例えば特許文献１には、分析用試料を保持する試料ホルダと、その試料ホルダに被せられ分析試料を大気と隔離して密閉し試料ホルダを内置する試料導入室の外部から操作して開閉もしくは着脱可能な試料蓋と、その試料蓋または試料ホルダにリリーフ弁とを備えることを特徴とする搬送用試料容器が開示されている。そして、特許文献１には、分析室の手前に位置する試料導入室へ搬送用試料容器をセットした後、試料蓋の上方に位置するつまみの先端についている着脱雄ネジを試料蓋の着脱ネジに入れて、試料蓋を上方に取り外す形態が開示されている。また、特許文献２には、逆止弁つき排気バルブを有してボックス本体の上面に凹設した試料ポケットと、開放付勢ばねを有して試料ポケットの上方開口部を気密閉鎖可能の蓋板とを備え、試料ポケット内が概ね真空状態にして、かつ、試料ポケット外が概ね１気圧の圧力関係において蓋板が閉鎖気密状態を維持すると共に、試料ポケットの内外圧が概ね均衡した圧力関係において（すなわち、特許文献２に係る試料ボックスが真空状態の測定環境に導入された状況下において）、蓋板が付勢ばねの付勢力によって自動開放可能に構成された構造を特徴とする試料ボックスが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５３７６０号公報
【特許文献２】特開平１１−２０１９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている技術には、試料導入室の外部から操作して開閉若しくは着脱可能な試料蓋が備えられている。そのため、試料分析室のほかに試料導入室が備えられ、かつ、試料蓋を鉛直方向へ移動させる移動手段が備えられる分析装置に適用される場合には、特許文献１に開示されている搬送用試料容器を用いても、蓋を開けることが可能になる。ところが、特許文献１に開示されている搬送用試料容器は、試料導入室が備えられない分析装置や、試料蓋を鉛直方向へ移動させる移動手段が備えられない分析装置に適用されると、蓋を開けることができない、という問題があった。なお、特許文献１に開示されている搬送用試料容器にはリリーフ弁が備えられている。そのため、真空排気により減圧された試料分析室に当該搬送用試料容器を配置した場合にも、分析試料が保持された空間と試料分析室との間に圧力差は生じない。一方、特許文献２に開示されている技術によれば、真空状態とされた測定環境で、蓋を自動的に開放することが可能になる。ところが、特許文献２に開示された技術では、試料ポケット内を真空状態に維持したまま、試料ボックスを試料分析室へ搬送する必要がある。そのため、特許文献２に開示されている技術には、（１）搬送時に密閉空間の気密性を確保し難い、（２）真空状態を維持するための押付力が搬送時に緩むことがある、（３）試料ポケット内を真空状態にするため、試料が粉末状である場合には飛散しやすい、等の問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、鉛直方向へ移動させる移動手段を用いなくても蓋を開けることが可能であり、かつ、搬送時であっても試料が配置された密閉空間の気密性を確保可能な、分析装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、分析試料を保持する試料台、及び、試料台に保持された分析試料を少なくとも覆う蓋を備え、蓋によって覆われた空間が密閉され、密閉された空間内の圧力をＰ１、蓋を境に上記空間と隣接する隣接空間の圧力をＰ２、とするとき、分析試料の分析が開始されるまでに、Ｐ２＜Ｐ１とされ、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋が動くことによって上記空間の密閉が解除されるように、蓋の質量が決定されていることを特徴とする、分析装置である。
【０００８】
ここに、「試料台に保持された分析試料を少なくとも覆う蓋」とは、試料台及び蓋を用いて、分析試料が保持された空間を密閉可能な形態で、蓋が配置されることをいう。さらに、「蓋を境に上記空間と隣接する隣接空間」とは、分析試料が配置されている密閉された空間（以下において「密閉空間」ということがある。）を画定していた蓋が開放された場合に、これまで密閉されていた空間と連通する空間をいう。当該隣接空間の具体例としては、分析試料の分析が行われる分析装置内の試料分析室のほか、特許文献１に開示されている試料導入室に相当する部屋が分析装置に備えられている場合には、当該試料導入室等を挙げることができる。さらに、Ｐ１は特に限定されるものではないが、密閉空間の気密性を容易に確保可能な形態とする等の観点からは、常圧とすることが好ましい。さらに、Ｐ２は、Ｐ１未満の圧力であれば特に限定されるものではなく、例えば、真空排気を伴う分析装置（例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）等）で分析試料を分析する際における、試料分析室の圧力（例えば、５０ｋＰａ以下の圧力）とすることができる。さらに、「少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋が動くことによって上記空間の密閉が解除されるように蓋の質量が決定されている」とは、蓋には少なくとも力Ｆが働き、かつ、蓋を外部から操作しなくても空間の密閉が解除されるように蓋の質量が決定されていることをいう。
【０００９】
また、上記本発明において、力Ｆ及び重力を受けることによって蓋が試料台から外れるように構成することができる。
【００１０】
ここに、「蓋が試料台から外れる」とは、力Ｆ及び重力を受けた蓋が試料台から外れることにより密閉空間が開放され、試料台に保持された分析試料の分析が蓋によって妨げられない形態になることをいう。
【００１１】
また、力Ｆ及び重力を受けることにより、蓋が試料台から外れるように構成されている上記本発明において、蓋の重心が、蓋の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることが好ましい。
【００１２】
また、上記本発明において、さらに、少なくとも力Ｆを受けた蓋を、水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段が備えられることが好ましい。
【００１３】
以下において、「少なくとも力Ｆを受けた蓋」とは、Ｐ２＜Ｐ１とされた後の蓋をいう。さらに、「少なくとも力Ｆを受けた蓋を、水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段」とは、少なくとも力Ｆを受けて動くことにより空間の密閉が解除された後の蓋を、水平面と平行な方向へ移動させることが可能な移動手段をいう。
【００１４】
また、上記本発明において、さらに、少なくとも力Ｆを受けた蓋が鉛直面と交差する方向へ移動可能なように配置されるとともに、蓋と接触する接触部材が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が、接触部材と接触しながら動くように構成することができる。
【００１５】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が、接触部材と接触しながら動くことにより、上記空間の密閉が解除されるように構成されている上記本発明において、蓋と接触部材との間に働く摩擦力を低減させる低減手段を有することが好ましい。
【００１６】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が、接触部材と接触しながら動くことにより、上記空間の密閉が解除されるように構成されている上記本発明において、さらに、Ｐ２＜Ｐ１とされた後に、蓋と接触している接触部材と試料台との距離を増大させる、距離増大手段が備えられていても良い。
【００１７】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が、接触部材と接触しながら動くことにより、上記空間の密閉が解除されるように構成されている上記本発明において、鉛直面と交差する方向を水平方向とすることができる。
【００１８】
また、上記本発明において、さらに、力Ｆの発生前後に亘って試料台と蓋とを連結する連結部が備えられ、連結部は、少なくとも、蓋が試料台に対して回動する際に回転軸として機能する軸部を有し、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心にして回動した後に、分析試料の分析が行われることが好ましい。
【００１９】
また、連結部が備えられる上記本発明において、さらに、試料台から離れる方向へと向かう、少なくとも力Ｆを受けた蓋の動きを許容する許容部が、連結部に備えられていても良い。
【００２０】
また、連結部が備えられる上記本発明において、さらに、試料台を傾ける傾斜手段が備えられることが好ましい。
【００２１】
また、連結部が備えられる上記本発明において、さらに、回動した蓋を受け止める受け部が備えられることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを用いて蓋を開けることができるので、鉛直方向へ移動させる移動手段を用いなくても蓋を開けることが可能な分析装置を提供することができる。さらに、本発明によれば、例えば、圧力Ｐ１を常圧とする（分析試料が保持された空間を常圧Ｐ１の環境下で密閉する）ことにより、搬送時に密閉空間へ外気が侵入する事態を抑制でき、密閉空間の気密性を確保することが可能になる。したがって、本発明によれば、鉛直方向へ移動させる移動手段を用いなくても蓋を開けることが可能であり、かつ、搬送時であっても分析試料が配置された密閉空間の気密性を確保可能な分析装置を提供することができる。そのため、本発明によれば、大気による汚染が抑制された分析試料を分析することが可能な分析装置を提供することができる。また、本発明によれば、例えば、圧力Ｐ１を常圧とすることにより、飛散しやすい分析試料であっても容易に分析することが可能な、分析装置を提供することもできる。
【００２３】
また、本発明において、力Ｆ及び重力を受けた蓋が試料台から外れる形態とすることにより、力Ｆ及び蓋の自重を用いて蓋を試料台から外すことができるので、上記効果に加え、さらに分析試料を容易に分析することが可能な、分析装置を提供することができる。
【００２４】
また、力Ｆ及び重力を受けた蓋が試料台から外れるように構成されている本発明において、蓋の重心が、蓋の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることにより、力Ｆ及び重力を受けた蓋を試料台から外しやすい形態とすることができる。
【００２５】
また、本発明において、少なくとも力Ｆを受けて動いた蓋を水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段が備えられることにより、分析試料の分析が開始されるまでに、蓋を確実に取り除くことが可能になる。
【００２６】
また、本発明において、少なくとも力Ｆを受けた蓋が接触部材と接触しながら動く形態とすることにより、蓋の自重を用いなくとも蓋を試料台から外すことが可能な分析装置を提供することができる。
【００２７】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が接触部材と接触しながら動くことによって、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、蓋と接触部材との間に働く摩擦力を低減させる低減手段が備えられることにより、蓋を試料台から外すことが容易になる。
【００２８】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が接触部材と接触しながら動くことによって、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、Ｐ２＜Ｐ１とされた後に、蓋と接触している接触部材と試料台との距離を増大させる距離増大手段が備えられることにより、蓋を試料台から確実に外すことが可能な分析装置を提供することができる。
【００２９】
また、少なくとも力Ｆを受けた蓋が接触部材と接触しながら動くことによって、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、少なくとも力Ｆを受けた蓋が水平方向へ移動可能なように配置されることにより、蓋を試料台から外すことが容易になる。
【００３０】
また、本発明において、軸部を有する連結部が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心に回動する過程を経た後に分析試料の分析が行われる形態とすることにより、上記効果に加えて、蓋の飛び出しや落下によって分析試料及び測定系を傷つける危険性を低減することが可能な、分析装置を提供することができる。さらに、当該形態とすることにより、開けた蓋を閉めることが可能になるので、分析された分析試料を容易に回収することが可能な、分析装置を提供することができる。
【００３１】
また、軸部を有する連結部が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心に回動する過程を経て、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、連結部に許容部が備えられることにより、回動前に試料台から離れる方向へ向かう蓋の動きを許容することができる。そのため、かかる形態とすることにより、少なくとも力Ｆを受けた蓋が動きやすい分析装置を提供することができる。
【００３２】
また、軸部を有する連結部が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心に回動する過程を経て、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、試料台を傾ける傾斜手段が備えられることにより、蓋を容易に開閉することが可能な、分析装置を提供することができる。
【００３３】
また、軸部を有する連結部が備えられ、少なくとも力Ｆを受けた蓋が軸部を中心に回動する過程を経て、分析試料が保持されている空間の密閉が解除される本発明において、回動した蓋を受け止める受け部が備えられることにより、開けた蓋を容易に閉めることが可能な、分析装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。なお、以下の形態は本発明の例示であり、本発明は以下の形態に限定されるものではない。
【００３５】
１．第１実施形態
図１は、第１実施形態にかかる本発明の分析装置１００に備えられるサンプルホルダ１０の形態を概略的に示す図である。図１の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１に示すように、サンプルホルダ１０は、試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台３と、を備え、蓋２は、通気孔４を有している。サンプルホルダ１０に、反応性の高い分析試料５をセットする際には、例えば、Ａｒガス等に代表される不活性雰囲気中、常圧Ｐ１（以下において「圧力Ｐ１」ということがある。）の環境下で、試料台１に分析試料５を配置する。その後、Ｏリング６が嵌め込まれた試料台１に蓋２を被せ、蓋２の通気孔４をシール７で塞ぐことにより、分析試料５が保持された空間８を、試料台１、蓋２、Ｏリング６、及び、シール７を用いて密閉する。このようにして空間８が密閉されるため、サンプルホルダ１０によれば、分析試料５が保持された密閉空間８への大気の侵入を抑制することが可能になる。
【００３６】
図２は、図１に示すサンプルホルダ１０を備える分析装置１００の形態を概略的に示す図である。図３は、蓋２が持ち上がったサンプルホルダ１０の形態を概略的に示す図である。図３の紙面上下方向が鉛直方向である。分析装置１００を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ１０を分析装置１００の分析室９０へセットした後、真空排気することにより、分析室９０を減圧し、分析室９０の圧力をＰ２（＜Ｐ１）にする。このようにして分析室９０の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された密閉空間８の圧力Ｐ１が、分析室９０の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。ここで、蓋２の質量は、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されている。そのため、分析装置１００によれば、外部操作をしなくても、力Ｆを用いて蓋２を持ち上げることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる（図３参照）。分析装置１００では、空間８の密閉が解除された後に、分析試料５が分析される。
【００３７】
このように、分析装置１００によれば、分析室９０と空間８との圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを用いて蓋２を開けることができる。そのため、特許文献１に開示されているような鉛直方向へ動作可能な移動手段や、蓋を開けるための準備室が備えられていなくても、本発明の分析装置１００によれば、密閉空間８を画定している蓋２を開放することができる。そして、本発明の分析装置１００では、密閉空間８の圧力をＰ１とすることにより、当該空間８を真空状態にした場合と比較して、密閉空間８への大気の流入を抑制することができ、分析室９０の圧力をＰ２へと低減することによって蓋２を開けることができる。そのため、本発明の分析装置１００によれば、外気によるサンプルの汚染を抑制することができ、反応性の高い試料を分析することが可能になる。加えて、本発明の分析装置１００では、常圧Ｐ１の環境下で空間８が密閉されるので、分析試料５が飛散しやすいもの（例えば、ナノ粒子等の粉末サンプル）であっても、容易に分析することができる。
【００３８】
分析装置１００において、空間８の密閉が解除された後に分析試料５を分析しやすい形態にする等の観点からは、空間８の密閉が解除された後に、蓋２が分析試料５の分析の妨げにならない位置へ配置されることが好ましい。かかる観点から、少なくとも力Ｆを受けた蓋２が移動しやすい形態とすることが好ましく、例えば、力Ｆを受けた蓋２の飛び上がりを容易にする程度に、蓋２の重さを軽くすることが好ましい。
【００３９】
２．第２実施形態
図４は、第２実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ２０の形態を概略的に示す図である。図５は、サンプルホルダ２０の蓋２が試料台１から外れる様子を示す図である。図４及び図５の紙面上下方向が、鉛直方向である。図４及び図５において、図１〜図３と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図４及び図５を参照しつつ、第２実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００４０】
図４及び図５に示すように、サンプルホルダ２０は、分析試料５を保持する面が鉛直面となるように傾けて配置された試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台３と、を備えている。サンプルホルダ２０に分析試料５をセットする手順、及び、分析試料５がセットされたサンプルホルダ２０を第２実施形態にかかる分析装置へセットする手順は、第１実施形態にかかる分析装置１００と同様にすることができる。第２実施形態にかかる分析装置（以下、本段落において単に「分析装置」ということがある。）を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ２０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより、分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。ここで、蓋２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されている。そのため、第２実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆを用いて、試料台１から遠ざかる向きへ蓋２を移動させることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる。さらに、第２実施形態にかかる分析装置に備えられるサンプルホルダ２０は、試料台１が傾けて配置されているので、試料台１から遠ざかる向きへと移動した蓋２は、その後、自重によって試料台１の下方へと落下する（図５参照）。このように、サンプルホルダ２０を備える第２実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆ及び蓋２の自重を用いて蓋２を試料台１から外すことができるので、分析試料５を容易に分析することが可能になる。
【００４１】
第２実施形態にかかる分析装置において、少なくとも力Ｆを受けた蓋２が試料台１から外れやすい形態にする等の観点からは、蓋２の重心が、該蓋２の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることが好ましい。かかる形態とすることにより、蓋２が試料台１の下方へと落下しやすくなるので、少なくとも力Ｆを受けた蓋２が試料台１から外れやすい形態とすることが可能になる。ここで、蓋２の重心を鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へとずらす手段としては、鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方に位置する蓋２の部位の肉厚を、鉛直方向上方に位置する蓋２の部位の肉厚よりも厚くする、又は、鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方に位置する部位に重りを余分に取り付ける、等の手段を例示することができる。
【００４２】
さらに、第１実施形態にかかる分析装置１００及び第２実施形態にかかる分析装置において、分析試料５の分析の妨げにならない位置へ蓋２を確実に配置可能な形態にする等の観点からは、上記構成に加え、さらに、少なくとも力Ｆを受けて動いた蓋２を水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段（不図示）が備えられる形態とすることが好ましい。第二実施形態にかかる分析装置に、分析試料が保持されたサンプルホルダを水平面と平行な方向へ移動可能な機構（以下において「搬送アーム」ということがある。）が備えられる場合、当該搬送アームを、第２実施形態にかかる分析装置の移動手段として機能させることができる。
【００４３】
３．第３実施形態
図６は、第３実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ２０及び接触部材３１の形態を概略的に示す図である。図７は、接触部材３１に接触しながら試料台１から遠ざかる蓋２の様子を示す図である。図６及び図７の紙面上下方向が、鉛直方向である。図６及び図７において、図１〜図５と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図６及び図７を参照しつつ、第３実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００４４】
図６及び図７に示すように、サンプルホルダ２０は、分析試料５を保持する面が鉛直面となるように傾けて配置された試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台３と、を備えている。蓋２と接触するように配置された接触部材３１は、複数のロール状部材３１ａ、３１ａ、…を備えている。サンプルホルダ２０に分析試料５をセットする手順は、第１実施形態にかかる分析装置１００と同様にすることができる。第３実施形態にかかる分析装置（以下、本段落において単に「分析装置」という。）を用いて分析試料５を分析するには、分析試料５が保持されたサンプルホルダ２０と接触部材３１とが図６に示す配置となるように、分析室へサンプルホルダ２０をセットする。その後、真空排気することにより、分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８の圧力Ｐ１が、分析質の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。ここで、蓋２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されている。そのため、第３実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆを用いて、試料台１から遠ざかる向きへ蓋２を移動させることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる。ここで、試料台１から遠ざかる向きへと移動した蓋２は接触部材３１と接触している。そのため、少なくとも力Ｆを受けて動いた蓋２は、その後、接触部材３１を構成するロール状部材３１ａ、３１ａ、…と接触しながら、接触部材３１の表面を移動することにより、試料台１から遠ざかる（図７参照）。このように、第３実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆを用いて動かした蓋２を、接触部材３１に接触させながら、試料台１から遠ざかる向きへと移動させることができるので、分析試料５を容易に分析することが可能になる。
【００４５】
第３実施形態にかかる分析装置において、力Ｆを受けて動いた蓋２が、接触部材３１の表面を移動しやすい形態にする等の観点からは、さらに、蓋２と接触部材３１との間に働く摩擦力を低減させる低減手段が備えられることが好ましい。当該低減手段の具体例としては、公知の潤滑剤等を例示することができる。
【００４６】
さらに、第３実施形態にかかる分析装置において、分析試料５の分析を容易に行い得る形態とする等の観点からは、力Ｆを受けて動いた蓋２と試料台１との距離を容易に増大させ得る形態とすることが好ましい。当該形態の分析装置は、例えば、基台３及び／又は接触部材３１を動かすことにより、蓋２と試料台１との距離を増大させる手段（距離増大手段）が備えられる形態とすることにより、実現可能である。本発明の分析装置において、距離増大手段は公知のものを用いることができる。本発明が、搬送アームを有する公知の分析装置（例えば、ＳＥＭ、ＸＰＳ等）に適用される場合、距離増大手段を用いて移動される基台３及び／又は接触部材３１の方向は、水平面と平行な方向とすることが好ましい。
【００４７】
４．第４実施形態
図８は、第４実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。図９は、サンプルホルダ４０の形態を概略的に示す側面図である。図１０は、力Ｆを受けて蓋２が動いた後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。図１１は、力Ｆを受けて蓋２が動いた後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す側面図である。図１２は、蓋２が回動した後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。図８〜図１２の紙面上下方向が、鉛直方向である。図８〜図１２において、図１と同様の構成を採るものには、図１で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図８〜図１２を参照しつつ、第４実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００４８】
図８〜図１２に示すように、サンプルホルダ４０は、試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台４１と、を備え、試料台１及び蓋２は、蝶番状の連結部４２を介して連結されている。連結部４２は、蓋２が試料台１に対して回動する際に回転軸として機能する軸部４３、該軸部４３に連結された連結板４４及び連結板４５、連結板４４と試料台１とを固定する部材４６、並びに、蓋２に固定された部材４７を有し、さらに、蓋２とともに移動する部材４７の動きを許容する許容手段として機能する孔４８が、連結板４５に備えられている。サンプルホルダ４０に、分析試料５をセットする際には、例えば、Ａｒガス等に代表される不活性雰囲気中、常圧Ｐ１の環境下で、蓋２が開いた状態のサンプルホルダ４０の試料台１に、分析試料５を配置する。その後、軸部４３を中心に蓋２を回動させる過程を経て、Ｏリング６が嵌め込まれた試料台１に蓋２を被せ、蓋２の通気孔４をシール７で塞ぐことにより、分析試料５が保持された空間８を、試料台１、蓋２、Ｏリング６、及び、シール７を用いて密閉する。このようにして空間８が密閉されるため、サンプルホルダ４０によれば、分析試料５が保持された密閉空間８への大気の侵入を抑制することが可能になる。
【００４９】
第４実施形態にかかる分析装置（以下、本段落及び次段落において単に「分析装置」又は「本発明の分析装置」という。）を用いて分析試料５を分析するには、分析試料５が保持されたサンプルホルダ４０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより、当該分析室を減圧し、分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２になると、分析試料５が保持された密閉空間８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。ここで、蓋２の質量は、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されている。そのため、本発明の分析装置によれば、外部操作をしなくても、力Ｆを用いて蓋２を持ち上げることができ（図１０及び図１１参照）、これによって、空間８の密閉を解除することができる。このようにして蓋２が持ち上がった後、本発明の分析装置では、基台４１のチルト機構４９を機能させて基台４１を傾ける。基台４１が傾くと、蓋２の重心が移動する。そのため、蓋２は軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ４０は図１２に示す状態となる。本発明の分析装置では、サンプルホルダ４０が図１２に示す状態となることにより、蓋２が完全に開いた後に、チルト機構４９の機能が解除される。チルト機構４９が解除されると、基台４１は水平な状態に戻り、分析試料５の分析が開始される。
【００５０】
分析試料５の分析が終了した後に、基台４１のチルト機構４９を蓋２が開く方向と逆方向に機能させて基台４１を傾ける。これに伴って蓋２の重心が移動する。そのため、重心が移動した蓋２は軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ４０は図１０及び図１１に示す状態（以下において「蓋２が閉まった状態」ということがある。）へと戻る。
【００５１】
このように、第４実施形態にかかる分析装置によっても、分析室と空間８との圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを用いて蓋２を開けることができる。さらに、第４実施形態にかかる分析装置も、密閉空間８の圧力を常圧Ｐ１とすることにより、当該空間８を真空状態にした場合と比較して、外気によるサンプルの汚染を抑制することができ、反応性の高い試料を分析することが可能になるほか、分析試料５が飛散しやすいもの（例えば、ナノ粒子等の粉末サンプル）であっても、容易に分析することができる。これらの効果に加えて、さらに、第４実施形態にかかる分析装置では、連結部４２を介して試料台１及び蓋２が連結されている。そのため、蓋２を完全に開放した場合であっても、蓋２が飛び出したり落下したりすることがない。蓋２の飛び出しや落下を防止することにより、蓋２によって分析試料５や測定系が傷つけられる事態を回避することができる。そのため、かかる形態とすることにより、分析試料５や測定系が傷つけられる事態を回避することが可能な、分析装置を提供することができる。さらに、第４実施形態にかかる分析装置によれば、チルト機構４９を利用することにより、蓋２が閉まった状態へと戻すことができる。このようにして、蓋２が閉まった状態へと移行すると、分析が終了した分析試料５を回収することが容易になる。そのため、かかる形態とすることにより、分析試料５を容易に回収することが可能な、分析装置を提供することができる。本発明において、チルト機構４９の形態は特に限定されるものではなく、公知の形態とすることができる。
【００５２】
５．第５実施形態
図１３は、第５実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ５０の形態を概略的に示す図である。図１４は、蓋２が回動した後のサンプルホルダ５０の形態を概略的に示す図である。図１３及び図１４の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１３及び図１４において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図１３及び図１４を参照しつつ、第５実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００５３】
図１３及び図１４に示すように、サンプルホルダ５０は、分析試料５を保持する面が略水平面であり、かつ、蓋２との接触面等が傾斜面となるように形成されている試料台５１と、該試料台５１に被せられる蓋２と、試料台５１を固定する基台３と、を備え、試料台５１及び蓋２は、連結部４２を介して連結されている。サンプルホルダ５０において、試料台５１が蓋２と接触する面の傾斜は、力Ｆを受けて持ち上げられた状態にある蓋２の重心が、軸部４３の外側（軸部４３に対して試料台５１と反対側。以下において同じ。）になるように設計されている。そのため、上記第４実施形態にかかる分析装置と同様の手順により、サンプルホルダ５０を分析室へとセットし、分析室の圧力をＰ２にすることにより、力Ｆを受けた蓋２が持ち上がると、持ち上げられた蓋２の重心は軸部４３の外側にあるため、持ち上げられた蓋２は軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ５０は図１４に示す状態となる。第５実施形態にかかる分析装置では、サンプルホルダ５０が図１４に示す状態へと移行した後に、分析試料５の分析が開始される。
【００５４】
このように、第５実施形態にかかる分析装置で用いられるサンプルホルダ５０は、蓋２が持ち上がると回動するように設計されている。そのため、サンプルホルダ５０の基台３には、サンプルホルダ４０の基台４１に備えられていたチルト機構４９が備えられていない。基台にチルト機構が備えられていなくても、例えば上記サンプルホルダ５０の形態とすることにより、蓋２を容易に開けることが可能になる。
【００５５】
６．第６実施形態
図１５は、第６実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ６０の形態を概略的に示す図である。図１６は、蓋２が回動した後のサンプルホルダ６０の形態を概略的に示す図である。図１５及び図１６の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１５及び図１６において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図１５及び図１６を参照しつつ、第６実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００５６】
図１５及び図１６に示すように、サンプルホルダ６０は、分析試料５を保持する面が鉛直面となるように傾けて配置された試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台３と、を備えている。サンプルホルダ６０において、試料台１及び蓋２は、蝶番状の連結部６２を介して連結されている。連結部６２は、蓋２が試料台１に対して回動する際に回転軸として機能する軸部４３、該軸部４３に連結された連結板６３及び連結板６４、並びに、連結板６４と蓋２とを連結する部材６５を有している。連結板６３及び基台３は図示されていない固定手段を介して固定されており、連結板６４には、蓋２とともに移動する部材６５の動きを許容する許容手段として機能する孔（不図示）が備えられている。サンプルホルダ６０に分析試料５をセットする手順、及び、分析試料５がセットされたサンプルホルダ６０を第６実施形態にかかる分析装置へセットする手順は、第４実施形態にかかる分析装置と同様にすることができる。第６実施形態にかかる分析装置（以下、本段落において単に「分析装置」ということがある。）を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ６０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。蓋２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されているので、第６実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆを用いて、試料台１から遠ざかる向きへ蓋２を移動させることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる。さらに、第６実施形態にかかる分析装置に備えられるサンプルホルダ６０は、試料台１が傾けて配置されている。そのため、試料台１から遠ざかる向きへと移動した蓋２は、その後、自重によって試料台１の下方へと移動すべく、軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ６０は図１６に示す状態となる。このように、サンプルホルダ６０を備える第６実施形態にかかる分析装置によれば、力Ｆ及び蓋２の自重を用いて蓋２を開けることができるので、分析試料５を容易に分析することが可能になる。
【００５７】
第６実施形態にかかる分析装置において、少なくとも力Ｆを受けた蓋２が軸部４３を中心にして回動しやすい形態にする等の観点からは、蓋２の重心が、該蓋２の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることが好ましい。このようにすることで、力Ｆを受けて動いた蓋２が軸部４３を中心にして回動しやすい分析装置を提供することができる。なお、蓋２の重心を鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へとずらす手段としては、第２実施形態にかかる分析装置の場合と同様のものを例示することができる。
【００５８】
７．第７実施形態
図１７は、第７実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ７０の形態を概略的に示す図である。図１８は、蓋２が回動した後のサンプルホルダ７０の形態を概略的に示す図である。図１７及び図１８の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１７及び図１８において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図１７及び図１８を参照しつつ、第７実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００５９】
図１７及び図１８に示すように、サンプルホルダ７０は、試料台１と、該試料台１に被せられる蓋２と、試料台１を固定する基台４１と、を備えている。試料台１及び蓋２は、蝶番状の連結部４２を介して接続されており、連結板４４には、側面視Ｌ字型の受け部７１が備え付けられている。サンプルホルダ７０に分析試料５をセットする手順、及び、分析試料５がセットされたサンプルホルダ７０を第７実施形態にかかる分析装置へセットする手順は、第４実施形態にかかる分析装置と同様にすることができる。第７実施形態にかかる分析装置（以下、本段落及び次段落において単に「分析装置」又は「本発明の分析装置」ということがある。）を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ７０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。蓋２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋２が動くことによって空間８の密閉が解除されるように決定されているので、第７実施形態にかかる分析装置も、力Ｆを用いて、蓋２を持ち上げることができ、これによって、空間８の密閉を解除することができる。このようにして蓋２が持ち上がった後、本発明の分析装置では、基台４１のチルト機構４９を機能させて基台４１を傾ける。基台４１が傾くと、蓋２の重心が移動する。そのため、蓋２は軸部４３を中心にして回動し、蓋２は受け部７１によって受け止められる（図１８参照）。本発明の分析装置では、サンプルホルダ７０の蓋２が受け部７１によって受け止められた後に、チルト機構４９の機能が解除される。チルト機構４９が解除されると、基台４１は水平な状態に戻り、分析試料５の分析が開始される。
【００６０】
分析試料５の分析が終了した後に、基台４１のチルト機構４９を蓋２が開く方向と逆方向に機能させて基台４１を傾ける。これに伴って蓋２の重心が移動する。そのため、重心が移動した蓋２は、軸部４３を中心にして回動し、サンプルホルダ７０は、チルト機構４９を機能させる前の状態（蓋２が閉まった状態）へと戻る。ここで、サンプルホルダ７０には、側面視Ｌ字型の受け部７１が備えられ、チルト機構４９を機能させて回動させた蓋２は受け部７１によって受け止められる。すなわち、サンプルホルダ７０では、蓋２の回動幅が受け部７１によって制限されているので、チルト機構４９を用いた時に、蓋２が閉まりやすい状態とされている。そのため、第７実施形態にかかる分析装置によれば、上記第４実施形態にかかる分析装置により得られる効果に加え、さらに、蓋２を容易に閉めることが可能になる。
【００６１】
８．第８実施形態
図１９は、第８実施形態にかかる本発明の分析装置に備えられるサンプルホルダ８０の形態を概略的に示す図である。図２０は、蓋８２が回動した後のサンプルホルダ８０の形態を概略的に示す図である。図１９及び図２０の紙面上下方向が、鉛直方向である。図１９及び図２０において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。以下、図１９及び図２０を参照しつつ、第８実施形態にかかる本発明の分析装置について説明する。
【００６２】
図１９及び図２０に示すように、サンプルホルダ８０は、試料台８１と、該試料台８１に被せられる蓋８２と、試料台８１を固定する基台３と、を備えている。試料台８１及び蓋８２は、回動軸を有する連結部８３を介して連結されており、蓋８２及び連結部８３は一体化されている。サンプルホルダ８０に分析試料５をセットする手順、及び、分析試料５がセットされたサンプルホルダ８０を第８実施形態にかかる分析装置へセットする手順は、第４実施形態にかかる分析装置と同様にすることができる。第８実施形態にかかる分析装置（以下、本段落及び次段落において単に「分析装置」又は「本発明の分析装置」ということがある。）を用いて分析試料５を分析するには、サンプルホルダ８０を分析装置の分析室へセットした後、真空排気することにより分析室を減圧し、当該分析室の圧力をＰ２にする。このようにして分析室の圧力がＰ２にされると、分析試料５が保持された空間８８の圧力Ｐ１が、分析室の圧力Ｐ２よりも大きいため、蓋８２には、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆが作用する。蓋８２の質量は、少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた蓋８２が動くことによって空間８８の密閉が解除されるように決定されているので、第８実施形態にかかる分析装置においても、力Ｆを用いて蓋８２を動かすことができる。ここで、上述のように、蓋８２は連結部８３と一体化されており、当該連結部８３を介して、試料台８１及び蓋８２が連結されている。そのため、力Ｆを受けた蓋８２は、連結部８３の回動軸を中心にして回動し、サンプルホルダ８０は図２０に示す状態となる。第８実施形態にかかる分析装置では、サンプルホルダ８０が図２０に示す蓋８２が開いた状態へと移行した後に、分析試料５の分析が開始される。
【００６３】
このように、第８実施形態にかかる分析装置で用いられるサンプルホルダ８０は、蓋８２が力Ｆを受けると回動するように設計されている。そのため、サンプルホルダ８０の基台３には、サンプルホルダ４０の基台４１に備えられていたチルト機構４９が備えられていない。さらに、サンプルホルダ８０では、力Ｆを受けた蓋８２は回動するのみなので、上記連結部４２の部材４７と孔４８との間や連結板４５と蓋２との間に働き得る摩擦力が存在しない。そのため、かかる形態とすることにより、蓋８２を容易に開けることが可能になる。サンプルホルダ８０において、連結部８３の締め付けは、蓋８２が真空排気時の開き具合に応じて制御することができる。
【００６４】
第８実施形態にかかる分析装置で用いられるサンプルホルダの形態は、試料台及び蓋を連結する連結部と蓋とが一体化され、かつ、真空排気時に蓋が開く形態であれば、上記サンプルホルダ８０に限定されるものではない。例えば、上記サンプルホルダ５０のように、蓋との接触面等が傾斜面となるように形成された試料台を備える形態や、上記サンプルホルダ６０のように、分析試料を保持する面が鉛直面となるように試料台が傾けて配置された形態とすることも可能である。このほか、側面視Ｌ字型の受け部が試料台に備え付けられた形態や、チルト機構を有する基台が備えられる形態とすることも可能である。
【００６５】
第４実施形態にかかる分析装置〜第７実施形態にかかる分析装置に関する上記説明では、連結部４２が備えられる形態を例示したが、これらの分析装置に備えられる連結部は、上記形態に限定されるものではない。図２１及び図２２に、本発明の分析装置に備えられ得る連結部の他の形態を示す。図２１は図９と対応する図であり、図２２は図８と対応する図である。図２１及び図２２において、図８〜図１２と同様の構成を採るものには、これらの図で使用した符号と同符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００６６】
図２１に示す連結部９１は、蓋２が試料台１に対して回動する際に回転軸として機能する軸部４３、該軸部４３に連結された連結板９２及び連結板９３、連結板９３と試料台１とを固定する固定部材４６、並びに、連結板９２に対して上下動可能な形態で蓋２に固定された部材９４を有している。そして、連結板９２の鉛直方向上端には、力Ｆを受けた蓋２とともに上方へ移動する部材９４の過度の移動を防止する停止部９５が備えられている。かかる形態の連結部９１が備えられていても、力Ｆを受けて持ち上げられた蓋２の動きが、連結板９２及び部材９４によって許容される。さらに、持ち上げられた蓋２に固定されている部材９４は、軸部４３に連結された連結板９２と接触可能である。そのため、例えばチルト機構４９を機能させることにより、持ち上げられた蓋２を、軸部４３を中心にして回動させることができる。
【００６７】
一方、図２２に示す連結部９６は、連結板９３及び連結板４５、連結板９３と試料台１とを固定する固定部材４６、並びに、連結板９３と連結板４５とを連結する連結部材９７を有している。連結部材９７は、蓋２に連結された軸部９８の移動を許容する空間９９、及び、軸部９８と蓋２とを連結する連結部位の移動を許容する開口部（不図示）を有している。かかる形態の連結部９６が備えられていても、力Ｆを受けて持ち上げられた蓋２の動きが、連結部材９７の空間９９等によって許容される。さらに、空間９９を移動する軸部９８は、蓋２に連結されている。そのため、例えばチルト機構４９を機能させることにより、軸部９８を中心にして、持ち上げられた蓋２を回動させることができる。
【００６８】
連結部が備えられる本発明の分析装置において、連結部を構成する部材の材料は、上記動作環境に耐え得る材料であれば特に限定されるものではなく、金属のほか、樹脂等を用いることができる。
【００６９】
また、本発明の分析装置において、試料台及び蓋の材料は、上記動作環境に耐え得る材料であれば特に限定されるものではなく、金属のほか、樹脂等を用いることができる。
【００７０】
また、本発明の分析装置において、サンプルホルダが配置された環境が真空排気された時の蓋の動作を容易にする等の観点からは、上記構成に加え、さらに、蓋の動作を補助する補助手段（例えば、バネ、ネジ等）が備えられることが好ましい。
【実施例】
【００７１】
実施例を参照しつつ、本発明についてさらに説明する。なお、実施例１〜実施例３において、試料台を覆う蓋の通気孔は、常圧のＡｒガス雰囲気下で塞いだ。
【００７２】
＜実施例１＞
サンプルホルダ１０と同様の形態のサンプルホルダを分析装置へセットし、動作確認試験を行った。試験条件を以下に示す。
・分析装置；Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）
・圧力Ｐ２；５０ｋＰａ以下（分析前に、１×１０−５Ｐａまで減圧する。）
・蓋の質量；１２０ｇ
・蓋の構成材料；モリブデン含有金属
【００７３】
上記条件の下で実施例１にかかる動作確認試験を行った結果、ＸＰＳの分析室の圧力Ｐ２を５０ｋＰａ以下へと低減することにより、蓋が持ち上がった。そのため、本実施例では、持ち上がった蓋を、ＸＰＳに備えられていた搬送アームを使って移動することにより、蓋を試料台から外した。以上より、実施例１にかかる分析装置（本発明の分析装置）によれば、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を動かすことができた。すなわち、実施例１によれば、蓋を鉛直方向へ移動させる移動手段や予備排気室が備えられない分析装置であっても、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を開けることができた。また、本発明の分析装置によれば、分析試料が配置された密閉空間を真空状態にすることがないため、密閉空間への外気の流入を抑制することができ、分析試料が大気によって汚染される程度を従来よりも低減することができた。
【００７４】
＜実施例２＞
サンプルホルダ１０と同様の形態のサンプルホルダを分析装置へセットし、動作確認試験を行った。試験条件を以下に示す。
・分析装置；Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）
・圧力Ｐ２；５０ｋＰａ以下（分析前に、１×１０−５Ｐａまで減圧する。）
・蓋の質量；１０ｇ
・蓋の構成材料；アルミニウム含有金属
【００７５】
上記条件の下で実施例２にかかる動作確認試験を行った結果、ＸＰＳの分析室の圧力Ｐ２を５０ｋＰａ以下へと低減することにより、蓋が持ち上がり、最終的に蓋が飛ぶことにより試料台から外れた。以上より、実施例２にかかる分析装置（本発明の分析装置）によれば、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を動かすことができ、蓋の質量等を制御することによって、搬送アームを用いなくても蓋を試料台から外すことができた。すなわち、実施例２によれば、蓋を鉛直方向及び水平方向へ移動させる移動手段や予備排気室が備えられない分析装置であっても、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を開けることができた。また、本発明の分析装置によれば、分析試料が配置された密閉空間を真空状態にすることがないため、密閉空間への外気の流入を抑制することができ、分析試料が大気によって汚染される程度を従来よりも低減することができた。
【００７６】
＜実施例３＞
サンプルホルダ４０と同様の形態のサンプルホルダを分析装置へセットし、動作確認試験を行った。試験条件を以下に示す。
・分析装置；電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）
・圧力Ｐ２；１０−２Ｔｏｒｒ以下（分析前に、５×１０−５Ｔｏｒｒまで減圧する。）
・蓋の質量；２０ｇ
・蓋の構成材料；アルミニウム含有金属
・連結部の構成材料；ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）
【００７７】
上記条件の下で実施例３にかかる動作確認試験を行った結果、ＦＥ−ＳＥＭの分析室の圧力Ｐ２を１０−２Ｔｏｒｒ以下へと低減することにより、蓋が持ち上がった。そのため、本実施例では、蓋が持ち上がった状態で基台のチルト機構を機能させ、基台を傾けることにより、サンプルホルダを図１２に示す状態にした。そして、分析試料の分析終了後にチルト機構の機能を利用することにより、サンプルホルダを、蓋が閉まった状態へ移行させた。
【００７８】
以上より、実施例３にかかる分析装置（本発明の分析装置）によれば、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を動かすことができ、チルト機構を機能させることによって、蓋を開けることができた。すなわち、実施例３によれば、蓋を鉛直方向及び水平方向へ移動させる移動手段や予備排気室が備えられない分析装置であっても、圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力を用いて蓋を開けることができた。さらに、実施例３によれば、蓋及び試料台が連結されていたため、移動した蓋の飛び出しや落下によって分析試料及び測定系が破損する事態を回避することができ、チルト機構を利用して蓋を閉めることにより分析試料を容易に回収することができた。また、本発明の分析装置によれば、分析試料が配置された密閉空間を真空状態にすることがないため、密閉空間への外気の流入を抑制することができ、分析試料が大気によって汚染される程度を従来よりも低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】サンプルホルダ１０の形態を概略的に示す図である。
【図２】第１実施形態にかかる本発明の分析装置１００の形態を概略的に示す図である。
【図３】蓋２が持ち上がったサンプルホルダ１０の形態を概略的に示す図である。
【図４】サンプルホルダ２０の形態を概略的に示す図である。
【図５】サンプルホルダ２０の蓋２が試料台１から外れる様子を示す図である。
【図６】サンプルホルダ３０及び接触部材３１の形態を概略的に示す図である。
【図７】接触部材３１に接触しながら試料台１から遠ざかる蓋２の様子を示す図である。
【図８】サンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。
【図９】サンプルホルダ４０の形態を概略的に示す側面図である。
【図１０】蓋２が動いた後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。
【図１１】蓋２が動いた後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す側面図である。
【図１２】蓋２が回動した後のサンプルホルダ４０の形態を概略的に示す図である。
【図１３】サンプルホルダ５０の形態を概略的に示す図である。
【図１４】蓋２が回動した後のサンプルホルダ５０の形態を概略的に示す図である。
【図１５】サンプルホルダ６０の形態を概略的に示す図である。
【図１６】蓋２が回動した後のサンプルホルダ６０の形態を概略的に示す図である。
【図１７】サンプルホルダ７０の形態を概略的に示す図である。
【図１８】蓋２が回動した後のサンプルホルダ７０の形態を概略的に示す図である。
【図１９】サンプルホルダ８０の形態を概略的に示す図である。
【図２０】蓋８２が回動した後のサンプルホルダ８０の形態を概略的に示す図である。
【図２１】連結部９１を有するサンプルホルダを示す図である。
【図２２】連結部９６を有するサンプルホルダを示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…試料台
２…蓋
３…基台
４…通気孔
５…分析試料
６…Ｏリング
７…シール
８…空間
１０…サンプルホルダ
２０…サンプルホルダ
３１…接触部材
３１ａ…ロール状部材
４０…サンプルホルダ
４１…基台
４２…連結部
４３…軸部
４４…連結板
４５…連結板
４６…部材
４７…部材
４８…孔
４９…チルト機構
５０…サンプルホルダ
５１…試料台
６０…サンプルホルダ
６２…連結部
６３…連結板
６４…連結板
６５…部材
７０…サンプルホルダ
７１…受け部
８０…サンプルホルダ
８１…試料台
８２…蓋
８３…連結部
８８…空間
９０…分析室
９１…連結部
９２…連結板
９３…連結板
９４…部材
９５…停止部
９６…連結部
９７…連結部材
９８…軸部
９９…空間
１００…分析装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析試料を保持する試料台、及び、前記試料台に保持された前記分析試料を少なくとも覆う蓋を備え、
前記蓋によって覆われた空間が密閉され、
密閉された前記空間内の圧力をＰ１、前記蓋を境に前記空間と隣接する隣接空間の圧力をＰ２、とするとき、
前記分析試料の分析が開始されるまでに、Ｐ２＜Ｐ１とされ、
少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた前記蓋が動くことによって前記空間の密閉が解除されるように、前記蓋の質量が決定されていることを特徴とする、分析装置。
【請求項２】
前記力Ｆ及び重力を受けることにより、前記蓋が前記試料台から外れることを特徴とする、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記蓋の重心が、前記蓋の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることを特徴とする、請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
さらに、少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋を、水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段が備えられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項５】
さらに、少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋が鉛直面と交差する方向へ移動可能なように配置されるとともに、前記蓋と接触する接触部材が備えられ、
少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋が、前記接触部材と接触しながら動くことを特徴とする、請求項１に記載の分析装置。
【請求項６】
前記蓋と前記接触部材との間に働く摩擦力を低減させる低減手段を有することを特徴とする、請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
さらに、Ｐ２＜Ｐ１とされた後に、前記蓋と接触している前記接触部材と前記試料台との距離を増大させる、距離増大手段が備えられることを特徴とする、請求項５又は６に記載の分析装置。
【請求項８】
鉛直面と交差する前記方向が水平方向であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項９】
さらに、前記力Ｆの発生前後に亘って前記試料台と前記蓋とを連結する連結部が備えられ、
前記連結部は、少なくとも、前記蓋が前記試料台に対して回動する際に回転軸として機能する軸部を有し、
少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋が前記軸部を中心にして回動した後に、前記分析試料の分析が行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１０】
さらに、前記試料台から離れる方向へと向かう、少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋の動きを許容する許容部が、前記連結部に備えられることを特徴とする、請求項９に記載の分析装置。
【請求項１１】
さらに、前記試料台を傾ける傾斜手段が備えられることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の分析装置。
【請求項１２】
さらに、回動した前記蓋を受け止める受け部が備えられることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１】
分析試料を保持する試料台、及び、前記試料台に保持された前記分析試料を少なくとも覆う蓋を備え、
前記蓋によって覆われた空間が密閉され、
密閉された前記空間内の圧力をＰ１、前記蓋を境に前記空間と隣接する隣接空間の圧力をＰ２、とするとき、
前記分析試料の分析が開始されるまでに、Ｐ２＜Ｐ１とされ、
少なくとも圧力差Ｐ１−Ｐ２に起因する力Ｆを受けた前記蓋が動くことによって前記空間の密閉が解除されるように、前記蓋の質量が決定されていることを特徴とする、分析装置。
【請求項２】
前記力Ｆ及び重力を受けることにより、前記蓋が前記試料台から外れることを特徴とする、請求項１に記載の分析装置。
【請求項３】
前記蓋の重心が、前記蓋の鉛直方向における長さの中心から鉛直方向下方へずれていることを特徴とする、請求項２に記載の分析装置。
【請求項４】
さらに、少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋を、水平面と平行な方向へ移動可能な移動手段が備えられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項５】
さらに、少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋が鉛直面と交差する方向へ移動可能なように配置されるとともに、前記蓋と接触する接触部材が備えられ、
少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋が、前記接触部材と接触しながら動くことを特徴とする、請求項１に記載の分析装置。
【請求項６】
前記蓋と前記接触部材との間に働く摩擦力を低減させる低減手段を有することを特徴とする、請求項５に記載の分析装置。
【請求項７】
さらに、Ｐ２＜Ｐ１とされた後に、前記蓋と接触している前記接触部材と前記試料台との距離を増大させる、距離増大手段が備えられることを特徴とする、請求項５又は６に記載の分析装置。
【請求項８】
鉛直面と交差する前記方向が水平方向であることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項９】
さらに、前記力Ｆの発生前後に亘って前記試料台と前記蓋とを連結する連結部が備えられ、
前記連結部は、少なくとも、前記蓋が前記試料台に対して回動する際に回転軸として機能する軸部を有し、
少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋が前記軸部を中心にして回動した後に、前記分析試料の分析が行われることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項１０】
さらに、前記試料台から離れる方向へと向かう、少なくとも前記力Ｆを受けた前記蓋の動きを許容する許容部が、前記連結部に備えられることを特徴とする、請求項９に記載の分析装置。
【請求項１１】
さらに、前記試料台を傾ける傾斜手段が備えられることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の分析装置。
【請求項１２】
さらに、回動した前記蓋を受け止める受け部が備えられることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
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【図１３】
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【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１０−３８６０１（Ｐ２０１０−３８６０１Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９９２５７（Ｐ２００８−１９９２５７）
【出願日】平成２０年８月１日（２００８．８．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月１日（２００８．８．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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