透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー
【課題】透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーを提供すること。
【解決手段】本発明は単一の試片または複雑な内部構造を分析するために３方向以上から高い精度の観察が行えるホルダーに係り、試片を支持するクラドルが回転できるだけではなく、前後および左右に移動できるようにして試片の方向を自由に変更して試片を一層正確に３次元的に分析できるようにした透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーに関する。
【解決手段】本発明は単一の試片または複雑な内部構造を分析するために３方向以上から高い精度の観察が行えるホルダーに係り、試片を支持するクラドルが回転できるだけではなく、前後および左右に移動できるようにして試片の方向を自由に変更して試片を一層正確に３次元的に分析できるようにした透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーに関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３方向以上から観察可能な透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＴＥＭ）の試片ホルダーに係り、さらに詳しくは、試片における観察部分を回転軸中心に移動した後、回転および傾斜するようにして試片の分析を一層正確に行うことのできる透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、回転ギアを備えて試片クラドルを回転させることはもとより、ギアカバーを水平に移動させてクラドルを回転軸中心に移動できるようにして試片を３軸からいずれも観察できるようにした透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーに関する。
【背景技術】
【０００３】
透過電子顕微鏡を利用して、物質の内部構造を分析するためには、電子ビームが透過できるように直径３ｍｍ内外の円形状に試片を準備する。 準備 された試片は、分析目的に応じて、適したホルダーに装着した後に透過電子顕微鏡の内部に挿入して観察する。
【０００４】
透過電子顕微鏡に用いられるホルダーは、その特性に応じて、傾斜型、回転型、加熱型、冷却型、冷却移動に分類される。このような透過電子顕微鏡ホルダーを用いて物質の内部構造を分析するためには試片を多方向から観察する必要がある。
【０００５】
このように試片を多方向から分析するためには、自由に傾斜可能なホルダーを利用して、このホルダーは、透過電子顕微鏡のポールピースの遊隙に応じて異なるが、一般に最大±３０°、特別の場合には±７０°まで傾斜させることができる。
【０００６】
傾斜が±３０°であるホルダーの場合には試片クラドルを傾斜させる方式を採用するが、クラドルの傾斜が±３０°以上になるとクラドルそのものの厚さにより試片の観察が容易ではない。これに対し、±７０°まで傾斜可能なホルダーの場合にはホルダーそのものを傾斜させる方式を採用するが、ポールピースの間隔が広くて、ゴニオメーター（ｇｏｎｉｏｍｅｔｅｒ）の高角傾斜の機能が取りそろった透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）において観察可能である。
【０００７】
試片を多方向から観察するために製作された２軸傾斜ホルダーの場合にはクラドル（±３０°）とホルダー（±７０°）を二つとも利用できる長所があるが、二つの傾斜軸を除く他の方向に対する分析を行うことができないという短所がある。
【０００８】
このような短所を補完するために製作されたのが回転ホルダーである。回転ホルダーの場合には観察点が回転軸中心にある場合、３６０°回転しながら全方向を観察することができる長所がある。しかし万一、観察地点が回転軸中心に置かれていなかった場合にはクラドルを回転させたり傾斜させたりすると、試片が顕微鏡の視界から外れてしまい、高倍率で拡大された状態で視界から外れた試片を顕微鏡の視界内に移動させることに難点がある。例え、視界内に移動させるとしても、試片が置かれた状態が変更されているため観測されたイメージを組み合わせて３次元分析を行うことには多くの難点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような従来の技術における諸問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、試料の方向を自由に変更して試料を一層正確に３次元的に分析することのできる透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーを提供するところにある。
【００１０】
特に、試片の３次元分析を円滑に行うために、既存の傾斜ホルダーまたは回転ホルダーの短所を補完して開発されたものであり、試片クラドルを水平に移動させて試料が回転軸の中心に移動できることはもとより、回転できるようにして３面を全て観察できるようにした透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明は、試片が装着されるホルダーヘッドと、装着された試片を駆動する制御部と、を備えてなり、ホルダーヘッドに載置された試片を移動させながら観察するためのものであり、
（Ａ）前記ホルダーヘッドは、ヘッド本体に穿設されたクラドル載置孔に設けられて試片を支持する上下クラドルと、前記上下クラドルの間に介装されてこれらを回転させる回転ギアと、前記回転ギアに噛合されて回転ギアを回転させる回転駆動ギアと、前記上クラドルの上部に水平に移動自在に設けられたギアカバーと、前記ギアカバーに設けられたラックギアに噛合されてラックギアを駆動させることによりギアカバーがヘッド本体の長手方向と垂直方向に移動されるようにするラック駆動ギアと、を備え、
（Ｂ）前記制御部は、前記回転駆動ギアを回転させるクラドル回転手段と、前記クラドルを水平移動させる前後および左右移動手段と、を備えてなり、前記前後および左右移動手段の駆動により前記ギアカバーを前後および左右に移動させてクラドルを水平に移動させて試料が回転軸を中心に移動できることはもとより、回転できるようにして３軸を全て観察できるようにした透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
既存の傾斜ホルダーまたは回転ホルダーを構成するクラドルの一方の側にクラドルを水平に移動可能なギアカバーを設け、このギアカバーを前後、左右に移動させることにより 回転軸の中心にくるようにすることによって、クラドルに載置された試片が顕微鏡の視界内において回転したり傾斜したりすることで方向が切り換わり、このようにして方向が切り換わった状態で試片を観察して分析することができることから、一層正確に試片の３次元分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る試料ホルダーの斜視図。
【図２】本発明に係る試料ホルダーの一部を省略した断面図。
【図３】ホルダーヘッドとコネクタの部分を拡大して示す斜視図。
【図４】ホルダーヘッドのみの拡大斜視図。
【図５】図４のＡ−Ａに沿って切り取ったホルダーヘッドの断面図。
【図６】図５のＢ部分の拡大図。
【図７】ホルダーヘッドの試片載置部を拡大して示す平面図。
【図８】ホルダーヘッドの分解斜視図。
【図９】ギアカバーとその駆動手段を分解して示す底面分解斜視図。
【図１０】制御部の一部を省略した平面図。
【図１１】制御部の一部を省略した側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づき、本発明を詳述する。しかしながら、添付図面は本発明の技術的思想の内容と範囲を容易に説明するための例示に過ぎず、これにより本発明の技術的範囲が限定または変更されることはない。なお、このような例示に基づいて本発明の技術的思想の範囲内において種々の変形と変更が可能であることは当業者にとって自明である。
【００１５】
本発明の試片ホルダーは、試片が装着されるホルダーヘッド１０と、装着された試片を駆動する制御部２０と、から構成され、（Ａ）前記ホルダーヘッド１０は、ヘッド本体１に穿設されたクラドル載置孔１ａに設けられて試片を支持する上下クラドル２、３と、前記上下クラドル２、３の間に介装されてこれらを回転させる回転ギア４と、前記回転ギア４に噛合されて回転ギア４を回転させる回転駆動ギア５と、前記上クラドル３の上部に水平に移動自在に設けられたギアカバー６と、前記ギアカバー６に設けられたラックギア６１に噛合されてラックギアを駆動させることによりギアカバー６がヘッド本体の長手方向と垂直方向に移動されるようにするラック駆動ギア６２と、から構成され、（Ｂ）前記制御部２０は、前記回転駆動ギア５を回転させるクラドル回転手段２１と、前記クラドル２、３を水平移動させる前後および左右移動手段２２、２３と、を備えてなる。
【００１６】
前記ホルダーヘッド１０は、試片が装着されるクラドル２、３が回転されるだけではなく、水平に移動できるように支持するための手段であり、ホルダーの核心的な部分であり、手狭い空間において３軸駆動が可能になるように高い精度で加工して製作することが好ましい。
【００１７】
前記ホルダーヘッド１０は、図１に示すように、連結手段３０により前記制御部２０と連結されて制御部２０から提供される動力により前記クラドル２、３を回転させ、かつ、水平に移動させる。
【００１８】
前記連結手段３０は、顕微鏡の外部に設けられた制御部２０と内部に挿入されるホルダーヘッド１０との間の距離が長い場合に制御部３０の動力をホルダーヘッド１０に伝達するための手段であり、図１および図２に示すように、ホルダーコネクタ３１とホルダー胴体３２とから構成される。これらは、図２に示すように、円筒状のハウジング３１ａ、３２ａの内部に二重に軸を設けることで構成される。すなわち、前記クラドル２、３を回転させるための動力を伝達する内部シャフト３１ｃ、３２ｃと、前記内部シャフトの外部に設けられた管体状の外部チューブ３１ｂ、３２ｂと、から構成される。
【００１９】
上述した前記ホルダーヘッド１０は、図８に分解して示すように、ハウジングの役割を果たすヘッド本体１と、ヘッド本体１に穿設されたクラドル載置孔１ａに設けられて試片を支持する上下クラドル２、３と、を備えてなる。
【００２０】
前記ヘッド本体１に穿設されたクラドル載置孔１ａは、図８に示すように、円形に形成されており、その内部に配設される前記クラドル２、３もまた外面が円形をなす柱形状に形成されている。すなわち、前記クラドル２、３は、その上に置かれた試片を顕微鏡で観察するときに電子ビームが通過できるように中央に透過孔２ａ、３ａが穿設され、回転が円滑になされるように円筒状（傾斜面６０°）に形成されている。前記クラドル２、３を回転させ、かつ、水平に移動させるための手段として回転手段および水平移動手段が備えられている。
【００２１】
クラドル２、３を回転させるための手段としては、前記上下クラドル２、３の間に介装されてこれらを回転させる回転ギア４と、前記回転ギア４に噛合されて回転ギア４を回転させる回転駆動ギア５と、を備えている。
【００２２】
前記回転ギア４は、図５、図６および図８に示すように、中央の透過孔４ ａに下クラドル２の外周面が嵌着されて一方の端部の外壁に歯４１が形成されており、前記回転駆動ギア５には前記回転ギア４の歯に噛合される歯が形成されている。このような回転駆動ギア５は上述した制御部２０から動力を伝達されて駆動され、制御部２０の動力を回転駆動ギア５に伝達する手段としてギア回転軸５１を備えている。
【００２３】
すなわち、前記制御部２０を構成するクラドル回転手段２１から発生された動力はギア回転軸５１を介して回転駆動ギア５に伝達され、このように回転する回転駆動ギア５と回転ギア４の回転中心は互いに角をなしているため、前記回転駆動ギア５と回転ギア４は、図６および図８に示すように、ベベルギアから構成されることが好ましい。
【００２４】
前記クラドル回転手段２１は、図１０に示すように、前記ホルダー胴体３２に備えられた内部シャフト３２ｃの端部に設けられた軸ギア２１ａと、前記軸ギア２１ａに噛合されるモーターギア２１ｂが回転軸に設けられた駆動モーター２１ｃと、から構成され、前記内部シャフト３２ｃは、図５から図８に示すギア回転軸５１と継合されて回転駆動ギア５を駆動させる。
【００２５】
上述したように、クラドル回転手段２１により回転されるクラドル２、３に載置された試片は水平にも移動可能である必要があり、このように試片を水平に移動させるために、前記上下クラドル２、３のうち上クラドル３は水平に移動可能に設けられている。すなわち、図６に示すように、前記上クラドル３の下部は小径に形成されて下クラドル２に穿孔された透過孔２ａの内部に嵌め込まれるが、透過孔２ａの直径よりも小さな外径を有するように構成して上クラドル３が自由に水平移動できるように構成されており、この上クラドル３は上述した水平移動手段により水平に移動される。
【００２６】
前記上クラドル３を水平に移動させるための手段は、前記上クラドル３の上部に水平に移動可能に設けられたギアカバー６と、前記ギアカバー６に設けられたラックギア６１に噛合されてラックギアを駆動させることによりギアカバー６がヘッド本体の長手方向と垂直方向に移動されるようにするラック駆動ギア６２と、から構成される。前記ラック駆動ギア６２は、前記制御部２０に設けられた左右移動手段２３から動力を伝達されて駆動される。
【００２７】
前記ギアカバー６は、図８および図９に示すように、「Ｌ」字状に曲げられており、水平部分には試料通過孔６ａが穿孔されている。前記試料通過孔６ａの直径は前記上クラドル３の外径に等しいかまたはそれよりもわずかに小さいため、上クラドル３が前記試料通過孔６ａに嵌め込まれた状態で設けられる（図６参照）。
【００２８】
前記ギアカバー６の垂直部分の途中には前記ラックギア６１が一体に形成されてもよく、図８および図９に示すように、ギア取付溝６ｂを凹設し、このギア取付溝６ｂにラックギア６１を着脱可能に設けてもよい。
【００２９】
前記ギアカバー６の垂直部分の下段はヘッド本体１に形成されたカバー移動孔１ｂの内部に水平に移動可能なように設置される。
【００３０】
前記ギアカバー６には前記ラック駆動ギア６２付きラックギア駆動軸６２ａが貫通する軸貫通孔６ｃが軸方向に形成されている。
【００３１】
前記左右移動手段２３は、図１０に示すように、前記ホルダー胴体３２に備えられた外部チューブ３２ｂの一方の端部に設けられた軸ギア２３ａと、前記軸ギア２３ａと噛合されるモーターギア２３ｂが設けられた駆動モーター２３ｃと、から構成され、前記外部チューブ３２ｂは、図５から図８に示すラック駆動ギア６２付きラックギア駆動軸６２ａと繋合される。もちろん、前記ラックギア駆動軸６２ａは円筒状のパイプ状に形成されているため、その内部にギア回転軸５１が貫設される。
【００３２】
上述した左右駆動手段２３によりラック駆動ギア６２とラックギア６１を作動させて移動されるギアカバー６の移動方向は軸と垂直をなす方向であり、ギアカバー６を軸の長手方向に移動させるための手段は前記制御部２０に設けられた前後移動手段２２である。
【００３３】
前記前後移動手段２２は、図１０および図１１に示すように、前記ホルダー胴体３２に備えられた外部チューブ３２ｂの一方の端部に外部チューブの長手方向に設けられたラック２２ａと、前記ラック２２ａの歯と噛合されるピニオン２２ｂが設けられた駆動モーター２２ｃと、から構成され、前記外部チューブ３２ｂは、ラックギア駆動軸６２ａと繋合されてラック２２ａが軸方向に移動されることにより前記ギアカバー６が移動し、ギアカバー６の中央に嵌め込まれた上クラドル３が軸方向に移動される。
【００３４】
あるいは、前記前後移動手段２２は、例えば、前記外部チューブ３２ｂの一方の端部に設けられて供給される電気により伸縮されて外部チューブを移動させる圧電アクチュエータ（図示せず）から構成されてもよい。
【００３５】
上述したように、前後および左右移動手段２２、２３により水平に移動されるギアカバー６は、上述したように、「Ｌ」字状に曲げられ、垂直部分はギア回転軸５１が貫通してヘッド本体１に支持されるが、水平部分の自由端部は支持される手段がなく、ヘッド本体１から離れる可能性があるため、これを防止するための支持手段が必要となり、このような支持手段としてカバー支持具７が設けられている。
【００３６】
前記カバー支持具７は、図８に示すように、ヘッド本体１のクラドル載置溝１ａの一方の側に形成された支持具取付溝１ｃの内部に水平に移動できるように設けられており、前記ギアカバー６に面する面の上端にはギアカバーの自由端部が引っ掛かる係止爪７１が形成されており、反対面に形成されたスプリング固定溝７ａにはスプリング８が設けられていてカバー支持具７がギアカバー６に向かって押されてギアカバー６の自由端部を弾性的に支持することになる。
【００３７】
また、前記係止爪７１の下部に形成された球載置溝７ｃには球９が設けられており、この球９は前記ギアカバー６が左右方向、すなわち、軸と垂直をなす方向に移動するときに発生するカバー支持具７とギアカバー６との間の摩擦力を極力抑えるためのものである。
【００３８】
さらに、前記カバー支持具７は、上述したように、ギアカバー６に向かって移動可能である必要があり、このようにカバー支持具７が水平に移動できるようにするためには、図８に示すように、ヘッド本体１の側壁を貫通して係合ピン摺動孔１ｄを長く形成し、カバー支持具７にはピン貫通孔７ｂを形成して、このピン貫通孔７ｂに嵌め込まれた係合ピン７２の両端部が前記係合ピン摺動孔１ｄの内部において前後に移動できるようにしている。
【００３９】
上記のように構成されたホルダーにおいて、前記ホルダーヘッド１０に設けられた上クラドル３は中央に観察試片が装着される要素であり、ホルダーが傾斜したときに電子ビームの干渉を減らすために内側面を中心軸に対して６０°程度傾けた状態で形成し、試料を装着するときに着脱し易くするために上面に四角溝を形成している。
【００４０】
以下、このように構成された本発明の試片ホルダーの組み立て手順を説明する。
【００４１】
まず、ホルダーヘッド１０の組み立て過程について説明する。
【００４２】
１．ホルダーヘッド１０のヘッド本体１に長手方向に形成された軸孔に前記ギア回転軸５１とラックギア駆動軸６２ａを設ける。もちろん、前記ギア回転軸５１はラックギア駆動軸６２ａの中心を貫通して設けられ、それぞれには回転駆動ギア５とラック駆動ギア６１が設けられており、軸５１、６２ａとギア５、６１はボンディング処理する。
【００４３】
２．前記下クラドル２の外周面に前記回転ギア４を嵌着し、下クラドル２の中央に形成された透過孔２ａに上クラドル３を嵌設する。
【００４４】
３．組み立てられたクラドル組立体をヘッド本体１に形成されたクラドル載置孔１ａに組み付ける。
【００４５】
４．ギアカバー６の後端に設けられたラックギア６１と前記ラック駆動ギア６２が係合され、回転ギア４に形成されたギアが回転駆動ギア５と係合された状態でギアカバー６をクラドル組立体の上部に設ける。このとき、ギアカバー６の底面に固定板などを設けてギアカバー６がヘッド本体１から外れないようにしてもよい。
【００４６】
５．カバー支持具７に形成されたスプリング固定溝７ａにスプリング８をはめ込んで固定した後、カバー支持具７をヘッド本体１に形成された支持具取付溝１ｃに嵌め込み、その後、係合ピン７２を係合ピン摺動孔１ｄとピン貫通孔７ｂに貫通させて固定する。
【００４７】
このようにして組み立てられたホルダーヘッド１０はホルダーコネクタ３１に連結され、ホルダーコネクタ３１はホルダー本体３２と連結される。もちろん、ホルダー本体３２は制御部２０に連結された状態であり、ホルダーコネクタ３１とホルダー本体３２を構成するハウジング３１ａ、３２ｂ、外部チューブ３１ｂ、３２ｂ、内部シャフト３１ｃ、３２ｃが互いに連結され、ホルダーコネクタ３１に設けられた外部チューブ３１ｂはホルダーヘッド１０に備えられたラックギア駆動軸６２ａと繋合され、内部シャフト３１ｃはギア回転軸５１と継合される。
【００４８】
このとき、ホルダーコネクタ３１、ホルダー胴体３２およびホルダーヘッド１０が組み立てられた後に内部の軸５１、６２ａがホルダーヘッド１０に向かって押されないように組み立て、最初のセット時には、過度のトルクを受けた場合にラックギア駆動軸６２ａ、 外部チューブ３１ｂ、３２ｂやギアのボンディング部分が変形する恐れがあるため、回転量を少なくしてセットする。
【００４９】
このように構成された試料ホルダーの駆動は、以下の手順に従い行われる。
【００５０】
１．駆動前に、まず、ホルダーヘッド１０の機械的に摩擦を引き起こす部分に異物がないかどうか、および真空グリースが適量塗布されているかどうかを確認する。
【００５１】
２．透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）専用に製作された試片をホルダーヘッド１０に設けられたクラドル２、３に装着する。
【００５２】
３．試料が装着された試料ホルダーを透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）の内部に挿入する。
【００５３】
４．制御部２０と駆動用制御コンピュータ（図示せず）との間に制御ケーブルを連結する。
【００５４】
５．制御コンピュータのモーター駆動プログラムを用いて３台の駆動モーター２１ｃ、２２ｃ、２３ｃの駆動を制御して低倍率から観察対象を検索する。
【００５５】
６．観察の対象が定まると、試料ホルダーの中心軸、すなわち、顕微鏡の視界の内部に試片が移動されるように前後移動手段２２と左右移動手段２３を駆動させてクラドルを移動させる。
【００５６】
７．低倍率から高倍率へと顕微鏡の倍率を調節しながら試片が顕微鏡の視界から外れないように精度よく調整する。
【００５７】
８．高倍率上においても離脱現象を確認後に実験を行う。
【００５８】
９．駆動モーターとゴニオメーター（ＴＥＭカラム）のみを用いて試料を観察する。
【００５９】
上記のように構成された本発明の試片ホルダーは、既存の傾斜ホルダーまたは回転ホルダーを構成するクラドルを、ギアカバーを用いて水平に移動させて試片が常に顕微鏡の視界内に位置するようにすることにより、試片を一層容易かつ正確に観察して分析することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０：ホルダーヘッド、
１：ヘッド本体、
１ａ：クラドル載置孔、
１ｂ：カバー移動孔、
１ｃ：支持具取付溝、
１ｄ：係合ピン摺動孔、
２、３：クラドル、
２ａ、３ａ、４ａ：透過孔、
４：回転ギア、
４１：ベベルギアの歯、
５：回転駆動ギア、
５１：ギア回転軸、
６：ギアカバー、
６ａ：試料通過孔、
６ｂ：ギア取付溝、
６ｃ：軸貫通溝、
６１：ラックギア、
６２：ラック駆動ギア、
６２ａ：ギア駆動パイプ、
７：カバー支持具、
７ａ：スプリング固定溝、
７ｂ：ピン貫通孔、
７ｃ：球載置溝、
７１：係止爪、
７２：係合ピン、
８：スプリング、
９：球、
２０：制御部、
２１：クラドル回転手段、
２１ａ：軸ギア、
２１ｂ：モーターギア、
２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ：駆動モーター、
２２：前後移動手段、
２２ａ：ラック、
２２ｂ：ピニオン、
２３：左右移動手段、
２３ａ：軸ギア、
２３ｂ：モーターギア、
３０：連結手段、
３１：ホルダーコネクタ、
３２：ホルダー胴体、
３１ａ、３２ａ：ハウジング、
３１ｂ、３２ｂ：外部チューブ、
３１ｃ、３２ｃ：内部シャフト、
【技術分野】
【０００１】
本発明は３方向以上から観察可能な透過電子顕微鏡（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＴＥＭ）の試片ホルダーに係り、さらに詳しくは、試片における観察部分を回転軸中心に移動した後、回転および傾斜するようにして試片の分析を一層正確に行うことのできる透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーに関する。
【０００２】
さらに詳しくは、回転ギアを備えて試片クラドルを回転させることはもとより、ギアカバーを水平に移動させてクラドルを回転軸中心に移動できるようにして試片を３軸からいずれも観察できるようにした透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーに関する。
【背景技術】
【０００３】
透過電子顕微鏡を利用して、物質の内部構造を分析するためには、電子ビームが透過できるように直径３ｍｍ内外の円形状に試片を準備する。 準備 された試片は、分析目的に応じて、適したホルダーに装着した後に透過電子顕微鏡の内部に挿入して観察する。
【０００４】
透過電子顕微鏡に用いられるホルダーは、その特性に応じて、傾斜型、回転型、加熱型、冷却型、冷却移動に分類される。このような透過電子顕微鏡ホルダーを用いて物質の内部構造を分析するためには試片を多方向から観察する必要がある。
【０００５】
このように試片を多方向から分析するためには、自由に傾斜可能なホルダーを利用して、このホルダーは、透過電子顕微鏡のポールピースの遊隙に応じて異なるが、一般に最大±３０°、特別の場合には±７０°まで傾斜させることができる。
【０００６】
傾斜が±３０°であるホルダーの場合には試片クラドルを傾斜させる方式を採用するが、クラドルの傾斜が±３０°以上になるとクラドルそのものの厚さにより試片の観察が容易ではない。これに対し、±７０°まで傾斜可能なホルダーの場合にはホルダーそのものを傾斜させる方式を採用するが、ポールピースの間隔が広くて、ゴニオメーター（ｇｏｎｉｏｍｅｔｅｒ）の高角傾斜の機能が取りそろった透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）において観察可能である。
【０００７】
試片を多方向から観察するために製作された２軸傾斜ホルダーの場合にはクラドル（±３０°）とホルダー（±７０°）を二つとも利用できる長所があるが、二つの傾斜軸を除く他の方向に対する分析を行うことができないという短所がある。
【０００８】
このような短所を補完するために製作されたのが回転ホルダーである。回転ホルダーの場合には観察点が回転軸中心にある場合、３６０°回転しながら全方向を観察することができる長所がある。しかし万一、観察地点が回転軸中心に置かれていなかった場合にはクラドルを回転させたり傾斜させたりすると、試片が顕微鏡の視界から外れてしまい、高倍率で拡大された状態で視界から外れた試片を顕微鏡の視界内に移動させることに難点がある。例え、視界内に移動させるとしても、試片が置かれた状態が変更されているため観測されたイメージを組み合わせて３次元分析を行うことには多くの難点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、上記のような従来の技術における諸問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、試料の方向を自由に変更して試料を一層正確に３次元的に分析することのできる透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーを提供するところにある。
【００１０】
特に、試片の３次元分析を円滑に行うために、既存の傾斜ホルダーまたは回転ホルダーの短所を補完して開発されたものであり、試片クラドルを水平に移動させて試料が回転軸の中心に移動できることはもとより、回転できるようにして３面を全て観察できるようにした透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、本発明は、試片が装着されるホルダーヘッドと、装着された試片を駆動する制御部と、を備えてなり、ホルダーヘッドに載置された試片を移動させながら観察するためのものであり、
（Ａ）前記ホルダーヘッドは、ヘッド本体に穿設されたクラドル載置孔に設けられて試片を支持する上下クラドルと、前記上下クラドルの間に介装されてこれらを回転させる回転ギアと、前記回転ギアに噛合されて回転ギアを回転させる回転駆動ギアと、前記上クラドルの上部に水平に移動自在に設けられたギアカバーと、前記ギアカバーに設けられたラックギアに噛合されてラックギアを駆動させることによりギアカバーがヘッド本体の長手方向と垂直方向に移動されるようにするラック駆動ギアと、を備え、
（Ｂ）前記制御部は、前記回転駆動ギアを回転させるクラドル回転手段と、前記クラドルを水平移動させる前後および左右移動手段と、を備えてなり、前記前後および左右移動手段の駆動により前記ギアカバーを前後および左右に移動させてクラドルを水平に移動させて試料が回転軸を中心に移動できることはもとより、回転できるようにして３軸を全て観察できるようにした透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダーを提供する。
【発明の効果】
【００１２】
既存の傾斜ホルダーまたは回転ホルダーを構成するクラドルの一方の側にクラドルを水平に移動可能なギアカバーを設け、このギアカバーを前後、左右に移動させることにより 回転軸の中心にくるようにすることによって、クラドルに載置された試片が顕微鏡の視界内において回転したり傾斜したりすることで方向が切り換わり、このようにして方向が切り換わった状態で試片を観察して分析することができることから、一層正確に試片の３次元分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る試料ホルダーの斜視図。
【図２】本発明に係る試料ホルダーの一部を省略した断面図。
【図３】ホルダーヘッドとコネクタの部分を拡大して示す斜視図。
【図４】ホルダーヘッドのみの拡大斜視図。
【図５】図４のＡ−Ａに沿って切り取ったホルダーヘッドの断面図。
【図６】図５のＢ部分の拡大図。
【図７】ホルダーヘッドの試片載置部を拡大して示す平面図。
【図８】ホルダーヘッドの分解斜視図。
【図９】ギアカバーとその駆動手段を分解して示す底面分解斜視図。
【図１０】制御部の一部を省略した平面図。
【図１１】制御部の一部を省略した側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づき、本発明を詳述する。しかしながら、添付図面は本発明の技術的思想の内容と範囲を容易に説明するための例示に過ぎず、これにより本発明の技術的範囲が限定または変更されることはない。なお、このような例示に基づいて本発明の技術的思想の範囲内において種々の変形と変更が可能であることは当業者にとって自明である。
【００１５】
本発明の試片ホルダーは、試片が装着されるホルダーヘッド１０と、装着された試片を駆動する制御部２０と、から構成され、（Ａ）前記ホルダーヘッド１０は、ヘッド本体１に穿設されたクラドル載置孔１ａに設けられて試片を支持する上下クラドル２、３と、前記上下クラドル２、３の間に介装されてこれらを回転させる回転ギア４と、前記回転ギア４に噛合されて回転ギア４を回転させる回転駆動ギア５と、前記上クラドル３の上部に水平に移動自在に設けられたギアカバー６と、前記ギアカバー６に設けられたラックギア６１に噛合されてラックギアを駆動させることによりギアカバー６がヘッド本体の長手方向と垂直方向に移動されるようにするラック駆動ギア６２と、から構成され、（Ｂ）前記制御部２０は、前記回転駆動ギア５を回転させるクラドル回転手段２１と、前記クラドル２、３を水平移動させる前後および左右移動手段２２、２３と、を備えてなる。
【００１６】
前記ホルダーヘッド１０は、試片が装着されるクラドル２、３が回転されるだけではなく、水平に移動できるように支持するための手段であり、ホルダーの核心的な部分であり、手狭い空間において３軸駆動が可能になるように高い精度で加工して製作することが好ましい。
【００１７】
前記ホルダーヘッド１０は、図１に示すように、連結手段３０により前記制御部２０と連結されて制御部２０から提供される動力により前記クラドル２、３を回転させ、かつ、水平に移動させる。
【００１８】
前記連結手段３０は、顕微鏡の外部に設けられた制御部２０と内部に挿入されるホルダーヘッド１０との間の距離が長い場合に制御部３０の動力をホルダーヘッド１０に伝達するための手段であり、図１および図２に示すように、ホルダーコネクタ３１とホルダー胴体３２とから構成される。これらは、図２に示すように、円筒状のハウジング３１ａ、３２ａの内部に二重に軸を設けることで構成される。すなわち、前記クラドル２、３を回転させるための動力を伝達する内部シャフト３１ｃ、３２ｃと、前記内部シャフトの外部に設けられた管体状の外部チューブ３１ｂ、３２ｂと、から構成される。
【００１９】
上述した前記ホルダーヘッド１０は、図８に分解して示すように、ハウジングの役割を果たすヘッド本体１と、ヘッド本体１に穿設されたクラドル載置孔１ａに設けられて試片を支持する上下クラドル２、３と、を備えてなる。
【００２０】
前記ヘッド本体１に穿設されたクラドル載置孔１ａは、図８に示すように、円形に形成されており、その内部に配設される前記クラドル２、３もまた外面が円形をなす柱形状に形成されている。すなわち、前記クラドル２、３は、その上に置かれた試片を顕微鏡で観察するときに電子ビームが通過できるように中央に透過孔２ａ、３ａが穿設され、回転が円滑になされるように円筒状（傾斜面６０°）に形成されている。前記クラドル２、３を回転させ、かつ、水平に移動させるための手段として回転手段および水平移動手段が備えられている。
【００２１】
クラドル２、３を回転させるための手段としては、前記上下クラドル２、３の間に介装されてこれらを回転させる回転ギア４と、前記回転ギア４に噛合されて回転ギア４を回転させる回転駆動ギア５と、を備えている。
【００２２】
前記回転ギア４は、図５、図６および図８に示すように、中央の透過孔４ ａに下クラドル２の外周面が嵌着されて一方の端部の外壁に歯４１が形成されており、前記回転駆動ギア５には前記回転ギア４の歯に噛合される歯が形成されている。このような回転駆動ギア５は上述した制御部２０から動力を伝達されて駆動され、制御部２０の動力を回転駆動ギア５に伝達する手段としてギア回転軸５１を備えている。
【００２３】
すなわち、前記制御部２０を構成するクラドル回転手段２１から発生された動力はギア回転軸５１を介して回転駆動ギア５に伝達され、このように回転する回転駆動ギア５と回転ギア４の回転中心は互いに角をなしているため、前記回転駆動ギア５と回転ギア４は、図６および図８に示すように、ベベルギアから構成されることが好ましい。
【００２４】
前記クラドル回転手段２１は、図１０に示すように、前記ホルダー胴体３２に備えられた内部シャフト３２ｃの端部に設けられた軸ギア２１ａと、前記軸ギア２１ａに噛合されるモーターギア２１ｂが回転軸に設けられた駆動モーター２１ｃと、から構成され、前記内部シャフト３２ｃは、図５から図８に示すギア回転軸５１と継合されて回転駆動ギア５を駆動させる。
【００２５】
上述したように、クラドル回転手段２１により回転されるクラドル２、３に載置された試片は水平にも移動可能である必要があり、このように試片を水平に移動させるために、前記上下クラドル２、３のうち上クラドル３は水平に移動可能に設けられている。すなわち、図６に示すように、前記上クラドル３の下部は小径に形成されて下クラドル２に穿孔された透過孔２ａの内部に嵌め込まれるが、透過孔２ａの直径よりも小さな外径を有するように構成して上クラドル３が自由に水平移動できるように構成されており、この上クラドル３は上述した水平移動手段により水平に移動される。
【００２６】
前記上クラドル３を水平に移動させるための手段は、前記上クラドル３の上部に水平に移動可能に設けられたギアカバー６と、前記ギアカバー６に設けられたラックギア６１に噛合されてラックギアを駆動させることによりギアカバー６がヘッド本体の長手方向と垂直方向に移動されるようにするラック駆動ギア６２と、から構成される。前記ラック駆動ギア６２は、前記制御部２０に設けられた左右移動手段２３から動力を伝達されて駆動される。
【００２７】
前記ギアカバー６は、図８および図９に示すように、「Ｌ」字状に曲げられており、水平部分には試料通過孔６ａが穿孔されている。前記試料通過孔６ａの直径は前記上クラドル３の外径に等しいかまたはそれよりもわずかに小さいため、上クラドル３が前記試料通過孔６ａに嵌め込まれた状態で設けられる（図６参照）。
【００２８】
前記ギアカバー６の垂直部分の途中には前記ラックギア６１が一体に形成されてもよく、図８および図９に示すように、ギア取付溝６ｂを凹設し、このギア取付溝６ｂにラックギア６１を着脱可能に設けてもよい。
【００２９】
前記ギアカバー６の垂直部分の下段はヘッド本体１に形成されたカバー移動孔１ｂの内部に水平に移動可能なように設置される。
【００３０】
前記ギアカバー６には前記ラック駆動ギア６２付きラックギア駆動軸６２ａが貫通する軸貫通孔６ｃが軸方向に形成されている。
【００３１】
前記左右移動手段２３は、図１０に示すように、前記ホルダー胴体３２に備えられた外部チューブ３２ｂの一方の端部に設けられた軸ギア２３ａと、前記軸ギア２３ａと噛合されるモーターギア２３ｂが設けられた駆動モーター２３ｃと、から構成され、前記外部チューブ３２ｂは、図５から図８に示すラック駆動ギア６２付きラックギア駆動軸６２ａと繋合される。もちろん、前記ラックギア駆動軸６２ａは円筒状のパイプ状に形成されているため、その内部にギア回転軸５１が貫設される。
【００３２】
上述した左右駆動手段２３によりラック駆動ギア６２とラックギア６１を作動させて移動されるギアカバー６の移動方向は軸と垂直をなす方向であり、ギアカバー６を軸の長手方向に移動させるための手段は前記制御部２０に設けられた前後移動手段２２である。
【００３３】
前記前後移動手段２２は、図１０および図１１に示すように、前記ホルダー胴体３２に備えられた外部チューブ３２ｂの一方の端部に外部チューブの長手方向に設けられたラック２２ａと、前記ラック２２ａの歯と噛合されるピニオン２２ｂが設けられた駆動モーター２２ｃと、から構成され、前記外部チューブ３２ｂは、ラックギア駆動軸６２ａと繋合されてラック２２ａが軸方向に移動されることにより前記ギアカバー６が移動し、ギアカバー６の中央に嵌め込まれた上クラドル３が軸方向に移動される。
【００３４】
あるいは、前記前後移動手段２２は、例えば、前記外部チューブ３２ｂの一方の端部に設けられて供給される電気により伸縮されて外部チューブを移動させる圧電アクチュエータ（図示せず）から構成されてもよい。
【００３５】
上述したように、前後および左右移動手段２２、２３により水平に移動されるギアカバー６は、上述したように、「Ｌ」字状に曲げられ、垂直部分はギア回転軸５１が貫通してヘッド本体１に支持されるが、水平部分の自由端部は支持される手段がなく、ヘッド本体１から離れる可能性があるため、これを防止するための支持手段が必要となり、このような支持手段としてカバー支持具７が設けられている。
【００３６】
前記カバー支持具７は、図８に示すように、ヘッド本体１のクラドル載置溝１ａの一方の側に形成された支持具取付溝１ｃの内部に水平に移動できるように設けられており、前記ギアカバー６に面する面の上端にはギアカバーの自由端部が引っ掛かる係止爪７１が形成されており、反対面に形成されたスプリング固定溝７ａにはスプリング８が設けられていてカバー支持具７がギアカバー６に向かって押されてギアカバー６の自由端部を弾性的に支持することになる。
【００３７】
また、前記係止爪７１の下部に形成された球載置溝７ｃには球９が設けられており、この球９は前記ギアカバー６が左右方向、すなわち、軸と垂直をなす方向に移動するときに発生するカバー支持具７とギアカバー６との間の摩擦力を極力抑えるためのものである。
【００３８】
さらに、前記カバー支持具７は、上述したように、ギアカバー６に向かって移動可能である必要があり、このようにカバー支持具７が水平に移動できるようにするためには、図８に示すように、ヘッド本体１の側壁を貫通して係合ピン摺動孔１ｄを長く形成し、カバー支持具７にはピン貫通孔７ｂを形成して、このピン貫通孔７ｂに嵌め込まれた係合ピン７２の両端部が前記係合ピン摺動孔１ｄの内部において前後に移動できるようにしている。
【００３９】
上記のように構成されたホルダーにおいて、前記ホルダーヘッド１０に設けられた上クラドル３は中央に観察試片が装着される要素であり、ホルダーが傾斜したときに電子ビームの干渉を減らすために内側面を中心軸に対して６０°程度傾けた状態で形成し、試料を装着するときに着脱し易くするために上面に四角溝を形成している。
【００４０】
以下、このように構成された本発明の試片ホルダーの組み立て手順を説明する。
【００４１】
まず、ホルダーヘッド１０の組み立て過程について説明する。
【００４２】
１．ホルダーヘッド１０のヘッド本体１に長手方向に形成された軸孔に前記ギア回転軸５１とラックギア駆動軸６２ａを設ける。もちろん、前記ギア回転軸５１はラックギア駆動軸６２ａの中心を貫通して設けられ、それぞれには回転駆動ギア５とラック駆動ギア６１が設けられており、軸５１、６２ａとギア５、６１はボンディング処理する。
【００４３】
２．前記下クラドル２の外周面に前記回転ギア４を嵌着し、下クラドル２の中央に形成された透過孔２ａに上クラドル３を嵌設する。
【００４４】
３．組み立てられたクラドル組立体をヘッド本体１に形成されたクラドル載置孔１ａに組み付ける。
【００４５】
４．ギアカバー６の後端に設けられたラックギア６１と前記ラック駆動ギア６２が係合され、回転ギア４に形成されたギアが回転駆動ギア５と係合された状態でギアカバー６をクラドル組立体の上部に設ける。このとき、ギアカバー６の底面に固定板などを設けてギアカバー６がヘッド本体１から外れないようにしてもよい。
【００４６】
５．カバー支持具７に形成されたスプリング固定溝７ａにスプリング８をはめ込んで固定した後、カバー支持具７をヘッド本体１に形成された支持具取付溝１ｃに嵌め込み、その後、係合ピン７２を係合ピン摺動孔１ｄとピン貫通孔７ｂに貫通させて固定する。
【００４７】
このようにして組み立てられたホルダーヘッド１０はホルダーコネクタ３１に連結され、ホルダーコネクタ３１はホルダー本体３２と連結される。もちろん、ホルダー本体３２は制御部２０に連結された状態であり、ホルダーコネクタ３１とホルダー本体３２を構成するハウジング３１ａ、３２ｂ、外部チューブ３１ｂ、３２ｂ、内部シャフト３１ｃ、３２ｃが互いに連結され、ホルダーコネクタ３１に設けられた外部チューブ３１ｂはホルダーヘッド１０に備えられたラックギア駆動軸６２ａと繋合され、内部シャフト３１ｃはギア回転軸５１と継合される。
【００４８】
このとき、ホルダーコネクタ３１、ホルダー胴体３２およびホルダーヘッド１０が組み立てられた後に内部の軸５１、６２ａがホルダーヘッド１０に向かって押されないように組み立て、最初のセット時には、過度のトルクを受けた場合にラックギア駆動軸６２ａ、 外部チューブ３１ｂ、３２ｂやギアのボンディング部分が変形する恐れがあるため、回転量を少なくしてセットする。
【００４９】
このように構成された試料ホルダーの駆動は、以下の手順に従い行われる。
【００５０】
１．駆動前に、まず、ホルダーヘッド１０の機械的に摩擦を引き起こす部分に異物がないかどうか、および真空グリースが適量塗布されているかどうかを確認する。
【００５１】
２．透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）専用に製作された試片をホルダーヘッド１０に設けられたクラドル２、３に装着する。
【００５２】
３．試料が装着された試料ホルダーを透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）の内部に挿入する。
【００５３】
４．制御部２０と駆動用制御コンピュータ（図示せず）との間に制御ケーブルを連結する。
【００５４】
５．制御コンピュータのモーター駆動プログラムを用いて３台の駆動モーター２１ｃ、２２ｃ、２３ｃの駆動を制御して低倍率から観察対象を検索する。
【００５５】
６．観察の対象が定まると、試料ホルダーの中心軸、すなわち、顕微鏡の視界の内部に試片が移動されるように前後移動手段２２と左右移動手段２３を駆動させてクラドルを移動させる。
【００５６】
７．低倍率から高倍率へと顕微鏡の倍率を調節しながら試片が顕微鏡の視界から外れないように精度よく調整する。
【００５７】
８．高倍率上においても離脱現象を確認後に実験を行う。
【００５８】
９．駆動モーターとゴニオメーター（ＴＥＭカラム）のみを用いて試料を観察する。
【００５９】
上記のように構成された本発明の試片ホルダーは、既存の傾斜ホルダーまたは回転ホルダーを構成するクラドルを、ギアカバーを用いて水平に移動させて試片が常に顕微鏡の視界内に位置するようにすることにより、試片を一層容易かつ正確に観察して分析することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０：ホルダーヘッド、
１：ヘッド本体、
１ａ：クラドル載置孔、
１ｂ：カバー移動孔、
１ｃ：支持具取付溝、
１ｄ：係合ピン摺動孔、
２、３：クラドル、
２ａ、３ａ、４ａ：透過孔、
４：回転ギア、
４１：ベベルギアの歯、
５：回転駆動ギア、
５１：ギア回転軸、
６：ギアカバー、
６ａ：試料通過孔、
６ｂ：ギア取付溝、
６ｃ：軸貫通溝、
６１：ラックギア、
６２：ラック駆動ギア、
６２ａ：ギア駆動パイプ、
７：カバー支持具、
７ａ：スプリング固定溝、
７ｂ：ピン貫通孔、
７ｃ：球載置溝、
７１：係止爪、
７２：係合ピン、
８：スプリング、
９：球、
２０：制御部、
２１：クラドル回転手段、
２１ａ：軸ギア、
２１ｂ：モーターギア、
２１ｃ、２２ｃ、２３ｃ：駆動モーター、
２２：前後移動手段、
２２ａ：ラック、
２２ｂ：ピニオン、
２３：左右移動手段、
２３ａ：軸ギア、
２３ｂ：モーターギア、
３０：連結手段、
３１：ホルダーコネクタ、
３２：ホルダー胴体、
３１ａ、３２ａ：ハウジング、
３１ｂ、３２ｂ：外部チューブ、
３１ｃ、３２ｃ：内部シャフト、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試片が装着されるホルダーヘッド（１０）と、装着された試片を駆動する制御部（２０）と、を備えてなり、
（Ａ）前記ホルダーヘッド（１０）は、
ヘッド本体（１）に穿設されたクラドル載置孔（１ａ）に設けられて試片を支持する上下クラドル（２、３）と、
前記上下クラドル（２、３）の間に介装されてこれらを回転させる回転ギア（４）と、
前記回転ギア（４）に噛合されて回転ギア（４）を回転させる回転駆動ギア（５）と、
前記上クラドル（３）の上部に水平移動自在に設けられたギアカバー（６）と、
前記ギアカバー（６）に設けられたラックギア（６１）に噛合されてラックギアを駆動させることによりギアカバー（６）がヘッド本体の長手方向と垂直方向に移動されるようにするラック駆動ギア（６２）と、
を備え、
（Ｂ）前記制御部（２０）は、
前記回転駆動ギア（５）を回転させるクラドル回転手段（２１）と、
前記クラドル（２、３）を水平移動させる前後および左右移動手段（２２、２３）と、
を備えてなることを特徴とする透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項２】
前記ホルダーヘッド（１０）と制御部（２０）との間には連結手段（３０）が介設されており、
前記連結手段（３０）は、前記ヘッド本体（１）と継合されたホルダーコネクタ（３１）と、前記ホルダーコネクタ（３１）と制御部（２０）との間に介設されたホルダー胴体（３２）と、から構成され、
前記ホルダーコネクタ（３１）とホルダー胴体（３２）は、
ハウジング（３１ａ、３２ａ）の内部に配設され、前記移動手段（２２、２３）の軸と繋合された外部チューブ（３１ｂ、３２ｂ）と、
前記外部チューブ（３１ｂ、３２ｂ）の内部に配設され、前記クラドル回転手段（２１）の軸と継合されて動力を前記回転駆動ギア（５）に伝達する内部シャフト（３１ｃ、３２ｃ）と、
から構成されることを特徴とする請求項１に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項３】
前記ヘッド本体（１）に設けられるギアカバー（６）は、スプリング（８）により弾性的に支持されるカバー支持具（７）により支持されることを特徴とする請求項１または２に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項４】
前記カバー支持具（７）とギアカバー（６）が相対向する端部には摩擦防止用球（９）が設けられることを特徴とする請求項３に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項５】
前記クラドル回転手段（２１）は、
前記内部シャフト（３２ｃ）の端部に設けられた軸ギア（２１ａ）と、
前記軸ギア（２１ａ）に噛合されるモーターギア（２１ｂ）が回転軸に設けられた駆動モーター（２１ｃ）と、
から構成されることを特徴とする請求項４に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項６】
前記左右移動手段（２３）は、
前記外部チューブ（３２ｂ）の一方の端部に設けられた軸ギア（２３ａ）と、
前記軸ギアと噛合されるモーターギア（２３ｂ）が設けられた駆動モーター（２３ｃ）と、
から構成されることを特徴とする請求項５に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項７】
前記前後移動手段（２２）は、
前記外部チューブ（３２ｂ）の一方の端部に外部チューブの長手方向に設けられたラック（２２ａ）と、
前記ラックの歯と噛合されるピニオン（２２ｂ）が設けられた駆動モーター（２２ｃ）と、
から構成されることを特徴とする請求項６に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項８】
前記前後移動手段（２２）は、前記外部チューブ（３２ｂ）の一方の端部に設けられ供給される電気により伸縮されて外部チューブを移動させる圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項６に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項１】
試片が装着されるホルダーヘッド（１０）と、装着された試片を駆動する制御部（２０）と、を備えてなり、
（Ａ）前記ホルダーヘッド（１０）は、
ヘッド本体（１）に穿設されたクラドル載置孔（１ａ）に設けられて試片を支持する上下クラドル（２、３）と、
前記上下クラドル（２、３）の間に介装されてこれらを回転させる回転ギア（４）と、
前記回転ギア（４）に噛合されて回転ギア（４）を回転させる回転駆動ギア（５）と、
前記上クラドル（３）の上部に水平移動自在に設けられたギアカバー（６）と、
前記ギアカバー（６）に設けられたラックギア（６１）に噛合されてラックギアを駆動させることによりギアカバー（６）がヘッド本体の長手方向と垂直方向に移動されるようにするラック駆動ギア（６２）と、
を備え、
（Ｂ）前記制御部（２０）は、
前記回転駆動ギア（５）を回転させるクラドル回転手段（２１）と、
前記クラドル（２、３）を水平移動させる前後および左右移動手段（２２、２３）と、
を備えてなることを特徴とする透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項２】
前記ホルダーヘッド（１０）と制御部（２０）との間には連結手段（３０）が介設されており、
前記連結手段（３０）は、前記ヘッド本体（１）と継合されたホルダーコネクタ（３１）と、前記ホルダーコネクタ（３１）と制御部（２０）との間に介設されたホルダー胴体（３２）と、から構成され、
前記ホルダーコネクタ（３１）とホルダー胴体（３２）は、
ハウジング（３１ａ、３２ａ）の内部に配設され、前記移動手段（２２、２３）の軸と繋合された外部チューブ（３１ｂ、３２ｂ）と、
前記外部チューブ（３１ｂ、３２ｂ）の内部に配設され、前記クラドル回転手段（２１）の軸と継合されて動力を前記回転駆動ギア（５）に伝達する内部シャフト（３１ｃ、３２ｃ）と、
から構成されることを特徴とする請求項１に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項３】
前記ヘッド本体（１）に設けられるギアカバー（６）は、スプリング（８）により弾性的に支持されるカバー支持具（７）により支持されることを特徴とする請求項１または２に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項４】
前記カバー支持具（７）とギアカバー（６）が相対向する端部には摩擦防止用球（９）が設けられることを特徴とする請求項３に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項５】
前記クラドル回転手段（２１）は、
前記内部シャフト（３２ｃ）の端部に設けられた軸ギア（２１ａ）と、
前記軸ギア（２１ａ）に噛合されるモーターギア（２１ｂ）が回転軸に設けられた駆動モーター（２１ｃ）と、
から構成されることを特徴とする請求項４に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項６】
前記左右移動手段（２３）は、
前記外部チューブ（３２ｂ）の一方の端部に設けられた軸ギア（２３ａ）と、
前記軸ギアと噛合されるモーターギア（２３ｂ）が設けられた駆動モーター（２３ｃ）と、
から構成されることを特徴とする請求項５に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項７】
前記前後移動手段（２２）は、
前記外部チューブ（３２ｂ）の一方の端部に外部チューブの長手方向に設けられたラック（２２ａ）と、
前記ラックの歯と噛合されるピニオン（２２ｂ）が設けられた駆動モーター（２２ｃ）と、
から構成されることを特徴とする請求項６に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【請求項８】
前記前後移動手段（２２）は、前記外部チューブ（３２ｂ）の一方の端部に設けられ供給される電気により伸縮されて外部チューブを移動させる圧電アクチュエータであることを特徴とする請求項６に記載の透過電子顕微鏡の３次元分析のための３軸駆動が可能な試片ホルダー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１０９１１５（Ｐ２０１２−１０９１１５Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５６９５８（Ｐ２０１０−２５６９５８）
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（５０９１１５６０５）コリア ベイシック サイエンス インスティテュート (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１７日（２０１０．１１．１７）
【出願人】（５０９１１５６０５）コリア ベイシック サイエンス インスティテュート (2)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]