[发明专利]宝石定位固定器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年10月21日提交的临时申请序列号61/196,823的权益。

发明背景

本发明涉及宝石定位固定器(gemstone positioning fixture)，且更具体地，涉及通常用于通过电子束或离子束源做出的雕刻的这样的固定器。

在首饰和宝石行业中已经出现了允许抛光过的宝石的平面(table)的纳米雕刻(nano-engraving)的新技术，这样的纳米雕刻小到不可被人的肉眼看到，或甚至利用普通的10X环(loop)。这种纳米雕刻通过精细的聚焦离子束(带电粒子)做出，这种精细的聚焦离子束(带电粒子)在约30纳米深的范围烧蚀(ablate)宝石的表面。离子束的靶向和操纵在如此小的范围且利用这种功率进行，使得在宝石被雕刻时带电离子粒子趋于在宝石的表面上积聚电荷。电荷的这种积聚可以使离子束发散或扭曲，导致在宝石平面表面上的不可预测的雕刻。目前的实践需要使用诸如黄金的导电覆层制备用于雕刻的宝石，并且然后使用导电粘合剂将被包覆的宝石固定于接地的固定器。这个过程需要对宝石的专业的操作，需要额外的时间并且增加了宝石的脆弱部分的破裂的风险。此外，粘合剂和接地支持物的使用允许单独的宝石的显著不对准，这必须在聚焦离子束设备的费时的编排程序中来纠正。

本发明涉及对上文描述的系统的改进，并且涉及由上文描述的系统导致或未解决的问题中的某些的解决方案。

发明概述

本发明的宝石定位固定器被设计为在生产或分级中将单一或多个宝石以使得所述宝石被适当地定位以进行处理的方式牢固地保持，并且不必包覆宝石或通过粘合剂将宝石附接于支持物，所述处理包括使用聚焦离子或电子束的纳米级雕刻。固定器的设计使宝石在没有粘合剂的情况下被保持，并且允许任何电荷被吸引至地。此外，宝石的与生产或分级处理有关的对准和居中通过在固定器中设计的特征被机械地实现，由此消除了处理设备的关于单独宝石的定制的编排程序和靶向的需要。固定器可用于为了宝石的生产和分级中的任何数目的过程而定位宝石，所述过程包括使用激光或其他带电的束来成形、雕刻或切割的方法，虽然这样的其他方法可能不具有与电荷的分散有关的问题。本发明可以被具有对于以预确定的对齐方式(alignment)来牢固地保持宝石以进行包括雕刻宝石过程的处理的需要的宝石和首饰制造商和分级公司使用。

因此，本发明提供宝石定位固定器，其包括覆盖板和基部。基部支持覆盖板。覆盖板具有在位置和数目方面与待加工的宝石匹配的多个洞。偏移构件(biasing member)被定位在洞的下方。偏移构件支撑支持板，支持板具有适于接收宝石并且将宝石支持在一位置使得宝石的加工表面面向洞的顶表面。偏移构件可以是螺旋弹簧、板弹簧(leaf spring)或其他类型的偏移构件。

本发明的另一个实施方案提供宝石定位固定器，其包括基部。基部具有在其中形成的一个或多个柱塞孔。覆盖板被施用在基部上。覆盖板具有在位置和数目方面与基部中的柱塞孔匹配的多个洞。偏移构件被定位在柱塞孔中的一个或多个内。柱塞(plunger)被定位在位于各自的柱塞孔内的每个偏移构件的顶上，并且具有适合于接收宝石并且将宝石支持在一位置使得宝石的加工表面背离柱塞的顶表面。固定器基板具有弹簧压缩杆(spring compression pin)并且被定位在基部的底部。弹簧压缩基板具有在数目和位置方面与弹簧压缩杆匹配的孔，并且弹簧压缩杆被插入那些孔中。弹簧压缩板被定位在弹簧压缩基板上方并且在偏移构件下方并且与弹簧压缩杆接触。因此，当固定器基板被施用时，弹簧压缩杆接触弹簧压缩板，弹簧压缩板进而向偏移构件、柱塞和宝石提供向上的力。覆盖板，以及可能地零件中的其他的，由传导电的材料形成，从而将任何带电粒子传导离开宝石加工表面。

本发明的其他目的和优点将在下文变得明显。

附图简述

图1是根据本发明的一个实施方案构建的固定器的透视图。

图2是图1中所示的固定器的以透视方式的分解图。

图3A是实质上如图1中所示的被部分分解的固定器的截面图。

图3B是图1中所示的固定器的沿线3-3取的截面图。

图4是本发明的其中没有覆盖板的实施方案的截面图。

图5是本发明提供的固定器的剖视图，其作为包括电子束和离子束设备的总装置的部分被示出。

图6是本发明提供的固定器的另一个实施方案的截面图，其作为包括电子束和离子束设备的总装置的部分被示出。