JP2003045621A - 検体温度管理器と、検体温度管理器の電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、顕微鏡観察用検体温度管理器において
は、発熱用の透明導電膜に通電するための銅箔製電極の
接着不良や透明導電膜との重ね代のバラツキなどが発熱
温度ムラを起こしていた。 【解決手段】加温プレート７にコーティングされた透明
導電膜１１のうち互いに反対側に位置する端部をエッチ
ング除去して、その側端面１１ａに断面組織を露出させ
た後、その側端面１１ａを含む所要の幅ｗの領域に電極
としての導電性ペースト３７をスクリーン印刷する。従
って、電極は、透明導電膜１１との重なり幅や層厚が当
該電極の長手方向全体において精度良く均一になるの
で、この全体において電極と透明導電膜１１との間の電
気抵抗に殆どバラツキが生じないし、電極が透明導電膜
１１の表面と側端面１１ａにも接することでこれらの接
触面積が大きくなって電気抵抗が小さくなるので透明導
電膜１１の発熱ムラが改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検体温度管理器に
係り、特に、顕微鏡観察に際して検体を加温する機能を
備えた検体温度管理器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】顕微鏡観察に際して、検体や標本などの
試料を所望の温度に保持するための装置として検体温度
管理器が知られている。この検体温度管理器には、加温
専用タイプ、冷却専用タイプ、加温／冷却兼用タイプな
ど幾つかの種類があるが、形態としては、顕微鏡のステ
ージに載せるプレート形をした本体部と、その本体部に
設けられている加温手段や冷却手段による温度を制御す
るためのコントローラーと、それらを接続するためのコ
ード等で構成される。そして、加温専用タイプ、場合に
よっては加温／冷却兼用タイプにおいても、加温手段と
しては、通電されることで発熱する透明導電膜を用いる
ことが比較的多く、この透明導電膜は透明プレートにコ
ーティングされる。

【０００３】図８は、透明導電膜を加温手段とする従来
の検体温度管理器の要部を示すものである。図中、ａは
矩形をした透明な加温プレートを示し、その一方の面の
ほぼ全域に透明導電膜ｂ（図面では砂地模様で示してあ
る）が形成され、この透明導電膜ｂの互いに対向する両
端部に正負一対の電極ｃ、ｃ′が貼り付けられている。
この電極ｃ、ｃ′は、帯状の銅箔であって、その一方の
面に導電性接着剤を薄く塗布し、この接着剤によって透
明導電膜ｂの上に重ねて接着される。この電極ｃ、ｃ′
を介して透明導電膜ｂに通電することで該透明導電膜ｂ
が発熱し、それによって加温プレートａが加温される。
この加温プレートａには、これと同じ大きさの透明なプ
レートが透明導電膜ｂを挟んで貼り合わされ、そのプレ
ート又は加温プレートをトッププレートとして使用す
る。試料はトッププレートに載せることで加温する。

【０００４】このような検体温度管理器を使用して行う
顕微鏡観察では、目的の試料をトッププレートに１つ乗
せる度に観察を行うというのでは能率が上がらないた
め、通常は、トッププレートに一度に多数の試料を載せ
ておいて、加温状態で順番待ちさせるといったことが行
われる。従って、透明導電膜の発熱は、電極を設けた部
分を除く全体に渡ってできるだけ均一であることが要求
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のこの
種の検体温度管理器には、プレートの温度にどうしても
温度差が生じてしまっていた。この温度差が生じる原因
としては、透明導電膜ｂ自体の電気抵抗に部分的なムラ
があることや、プレートに要求される形状に伴って一対
の電極ｃ、ｃ′間の距離が位置によって異なることなど
が考えられるが、例えば、図８に示すような矩形の透明
導電膜ｂの両端に電極ｃとｃ′を互いに平行に設けた場
合であっても温度ムラが生じる場合が少なくない。

【０００６】この温度ムラを解消するために、従来は、
２枚の透明プレートの間に温度均し用のプレートを介挿
することも行われていたが、そうすると、透光率や視野
が低下したり、本体部が厚くなって顕微鏡の焦点合わせ
に支障が生じるといった別の問題を招いてしまう。

【０００７】そこで、本発明者は、この温度ムラの原因
を究明すべく様々な検証を行った結果、電極ｃ、ｃ′が
透明導電膜ｂに重なる幅Ｗ０のバラツキや、電極ｃ、
ｃ′を透明導電膜ｂに接着するための導電性接着剤の厚
みのバラツキとか、電極ｃ、ｃ′の接着不良や剥がれ等
があった場合に温度ムラが顕著になることを突き止め
た。すなわち、これらのバラツキや接着不良等は、透明
導電膜ｂと電極ｃ、ｃ′との間の電気抵抗を左右する要
因であるから、この電気抵抗のムラに起因して透明導電
膜ｃ、ｃ′への給電量が部分的に異なってしまうからで
あると思われる。また、透明導電膜ｂの表面抵抗にも少
なからぬバラツキがあることも確認された。

【０００８】しかしながら、銅箔に塗布する導電性接着
剤の厚さはミクロン単位になるため、この厚さを精度良
く一定にすることは事実上不可能であり、電極ｃ、ｃ′
と導電膜ｂとの重なり幅Ｗ０を長手方向で均一にした
り、透明導電膜ｂの表面抵抗を全面均一にすることも事
実上は不可能に近い。

【０００９】本発明は上記した従来の問題点に鑑みて為
されたものであり、透明導電膜とこれに通電するための
電極との間の電気抵抗にできるだけバラツキが生じなく
て、透明導電膜の発熱温度をほぼ全面に渡ってかなり均
一にすることができる新規な検体温度管理器と、その電
極形成方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載した検体温度管理器は、通電される
ことで発熱する透明導電膜がコーティングされた加温プ
レートと、上記透明導電膜に互いに距離をおいて重ねら
れた正負一対の電極と、この電極への通電手段とを備え
た検体温度管理器であって、上記電極をその一部が透明
導電膜の側端面に接する状態で設けたことを特徴とする
ものである。

【００１１】この検体温度管理器にあっては、透明導電
膜に通電するための電極が当該透明導電膜の表面と側端
面にも接するので、この電極を透明導電膜の表面だけに
重ねた従来の構造に較べると、透明導電膜と電極との接
触面積が多少でも大きくなって、その分、電気抵抗が小
さくなると共に、表面抵抗のパラツキが比較的少ない側
端面からも通電が行われるため、透明導電膜の発熱ムラ
を改善することができる。

【００１２】本発明における電極としては、従来使用さ
れていた銅箔などの金属箔であっても良いが、金属箔を
用いる場合は接着のための導電性接着剤の厚さの精度が
問題になる。そこで、請求項２のように、電極としては
スクリーン印刷可能な導電性材料、例えば導電性ペース
トを使用すると、この電極は必要的にスクリーン印刷法
によって形成されることになるので、電極の厚みや透明
導電膜との重なり幅を電極の長手方向全体に渡って高精
度に均一にすることができて、発熱温度のムラをより一
層改善することができる。

【００１３】電極を導電性ペースト等によって形成する
場合の形成方法としては幾つか考えられるが、請求項３
に記載のように、加温プレートにコーティングされた透
明導電膜のうち互いに反対側に位置する端部をエッチン
グ除去して側端面に断面組織を露出させた後、その側端
面を含む所要の幅の領域に電極としての導電性ペースト
をスクリーン印刷するようにすれば良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態に係
る検体温度管理器と、検体温度管理器の電極形成方法を
図面に従って説明する。図面に示した実施の形態は、本
発明を加温専用タイプの検体温度管理器に適用したもの
である。 〔１．第一の実施の形態〕（図１〜図５） 図１〜図５は、第一の実施の形態に係る検体温度管理器
１を示すものである。この検体温度管理器１は、顕微鏡
のステージ３０（図３参照）に載せる本体部３と、この
本体部３に接続コード３１で接続されたコントローラー
３５とで構成される。

【００１５】〔Ａ．構造〕（図１〜図４） 本体部３は、合成樹脂製のフレーム５と、このフレーム
５に保持された加温プレート７及びトッププレート９
と、加温プレート９にコーティングされた透明導電膜１
１と、この透明導電膜１１に接触した状態で設けられた
正負一対の電極１３、１３′等で構成される。

【００１６】フレーム５は、図２に示すように、ほぼ正
方形の枠形を為すと共に、その上面の内周縁沿いの部分
がその余の部分より低くされることで凹部１７が設けら
れていて、この凹部１７の一部には配線用の溝１７ａが
形成されている。フレーム５のうち溝１７ａと平行に延
びる部分の端部にはコード通し孔１９が形成されてお
り、このコード通し孔１９の両端はフレーム５の外側面
と溝１７ａの内側面に各別に開口している。このコード
通し孔１９にはコントローラー３５から延びた接続コー
ド３１の一端部が通される。

【００１７】加温プレート７及びトッププレート９は、
いずれも無色透明な硬質ガラス製のもので、矩形の平板
状を為し、厚さは１ｍｍ乃至０．４ｍｍ程度で、外形は
上記凹部１７の輪郭より多少小さい相似形をしている。
透明導電膜１１は、加温プレート７の上面のうち互いに
反対側にある２つの側端部領域７ａ（図５（Ｂ）参照）
を除く全体に設けられている。この透明導電膜１１は、
３００〜８００オーム程度のＩＴＯ膜であって、例え
ば、ＳｉＯ２−インジウム合金等を基材としたスパッタ
リング法や、真空蒸着法などの各種気相法によって、膜
厚ほぼ３０ミクロン程度に形成される。

【００１８】電極１３、１３′は、導電性ペーストをス
クリーン印刷法によって塗布したものであって、加温プ
レート７の前記側端部領域７ａと透明導電膜１１のうち
この側端部領域７ａに沿って延びるある程度の幅の領域
とに渡って、帯状を為すように設けられている。従っ
て、この電極１３、１３′は、透明導電膜１１の表面だ
けで無く、その側端面１１ａ（図４参照）にも密着する
状態で設けられる。このような電極１３、１３′に適し
た導電性ペーストとしては、例えばポリマー型導電性ペ
ーストがあり、特に、銀粉やカーボン粉を導電材とした
ものが適する。

【００１９】透明導電膜１１の下面における側端部には
薄形の温度センサー（図２参照）２１が接着される。こ
のようにして加温プレート７には透明導電膜１１と電極
１３、１３′や温度センサー２１が設けられ、トッププ
レート９の下面の外周部には矩形の枠形をした遮光紙
（黒紙）２５が貼り付けられる。この状態の加温プレー
ト７とトッププレート９とが絶縁性を有する透明な接着
剤２３（図３参照）、例えばシリコン接着剤で接着され
る。フレーム５のコード通し孔１９を通して溝１７ａに
導入された接続コード３１の芯線は、その２本の動力線
が電極１３、１３′の一端部に各別に接続され、信号線
が温度センサー２１のリード線に接続される。

【００２０】加温プレート７、トッププレート９、電極
１３、１３′及び温度センサー２１などは、以上のよう
に一体的に組み立てられた組立体の状態でフレーム５の
凹部１７に収納状に取り付けられる（図３参照）。この
取付けは、上記組立体を、加温プレート７の外周部が凹
部１７の底面に着座するように収めた後、組立体の周り
にシリコン接着剤３３を充填することにより行う。

【００２１】〔Ｂ．電極形成方法〕（図５） 図５は、電極１３、１３′の形成方法の一例を示すもの
である。先ず、同図（Ａ）に示すように、加温プレート
７の上面全域に透明導電膜１１を形成する。次いで、こ
の透明導電膜１１の互いに反対側に位置した２つの側端
部を同図（Ｂ）に示すように所要の幅ｗでエッチングす
る。このエッチングは化学的方法と物理的方法のいずれ
も可能である。このエッチングによって、加温プレート
７の上面に透明導電膜１１が無い側端部領域７ａが形成
されると共に、透明導電膜１１の側端面１１ａに断面組
織が露出する。

【００２２】この状態から、加温プレート７及び透明導
電膜１１の一部に導電性ペースト３７をスクリーン印刷
する。印刷マスクの印刷パターンは、電極１３、１３′
として必要な大きさのパターンとし、この印刷パターン
を、加温プレート７と透明導電膜１１の側端部とに渡る
ように位置合わせした後、導電性ペースト３７をスキー
ジする。こうして加温プレート７上に導電性ペースト３
７を塗布した後、この導電性ペーストを硬化処理するこ
とで、電極１３、１３′が形成される。

【００２３】このような方法で形成された電極１３、１
３′は、透明導電膜１１との重なり幅ｗ１（図４参照）
や層厚が電極１３、１３′の長手方向全体において精度
良く均一になる。従って、電極１３、１３′と透明導電
膜１１との間の電気抵抗には、電極１３、１３′の長手
方向全体に渡って殆どバラツキが生じないし、電極１
３、１３′が透明導電膜１１の表面と側端面１１ａにも
接するので、電極を透明導電膜の表面だけに貼り付けた
従来の構造に較べると、透明導電膜１１と電極１３、１
３′との接触面積が多少でも大きくなって、その分、電
気抵抗が小さくなると共に、表面抵抗のパラツキが比較
的少ない側端面からも通電が行われるため、透明導電膜
の発熱ムラを改善することができる。

【００２４】このようにして電極１３、１３′を形成し
た状態の透明導電膜１１の温度分布を測定したところ、
透明導電膜ｂの表面に銅箔製の電極ｃ、ｃ′を貼り付け
ただけのものと比較して、場所的な温度ムラが大幅に改
善されたことを確認した。

【００２５】〔２．第二の実施の形態〕（図６、図７） 図６及び図７は、第二の実施の形態に係る検体温度管理
器の加温プレートと電極を示すものである。同図におい
て前記検体温度管理器１と同じ部材や部位については、
検体温度管理器１に付した符号と同じ符号を用いてあ
る。

【００２６】この実施の形態における電極４１、４１′
には、銅箔などの金属箔を使用している。この電極４
１、４１′は、その一方の面に付した導電性接着剤４２
によって加温プレート７及び透明導電膜１１に貼り付け
てある。この貼り付けも、前記電極１３、１３′と同
様、加温プレート７の側端部領域７ａと、透明導電膜１
１のうち側端部領域７ａに沿って延びる所要幅の領域と
に渡って行われている。

【００２７】従って、図７に示すように、この電極４
１、４１′は、導電性接着剤４２を挟んで透明導電膜１
１の側端面１１ａにも密着するので、電極４１、４１′
が透明導電膜１１の表面と側端面１１ａにも接するの
で、透明導電膜１１と電極１３、１３′との接触面積が
多少でも大きくなって、その分、電気抵抗が小さくなる
と共に、表面抵抗のパラツキが比較的少ない側端面１１
ａからも通電が行われるため、透明導電膜１１の発熱ム
ラを改善することができる。

【００２８】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明の具体的構成がこの実施の形態に限定されるもの
では無く、本発明の要旨から外れない範囲での設計変更
等があっても本発明に含まれる。例えば、実施の形態に
おいては、透明導電膜をコーティングした加温プレート
に貼り合わせた別のプレートをトッププレートとした
が、この加温プレート自体をトッププレートとして用い
る形態でも良い。

【００２９】また、実施の形態においては、加温専用タ
イプのものに適用したが、本発明は、加温手段として透
明導電膜を用いる加温／冷却兼用タイプのものにも適用
することができる。その場合は、請求項に記載の「加温
プレート」を「温冷プレート」又は「伝熱プレート」と
観念すれば良い。そして、実施の形態においては、加温
プレートの外形が矩形であるものを示したが、本発明
は、加温プレートの外形が円形その他の形状のものにも
適用できることは勿論である。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、透明導
電膜とこれに通電するための電極との間の電気抵抗にで
きるだけバラツキが生じなくて、透明導電膜の発熱温度
をほぼ全面に渡ってかなり均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態に係る検体温度管理
器を一部省略して示す全体斜視図である。

【図２】図１に示す検体温度管理器の本体部を分解した
斜視図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した部分を一部省
略して示す拡大断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した拡大断面図で
ある。

【図５】図１の検体温度管理器における電極の形成方法
の一例を（Ａ）から（Ｃ）へ工程の順を追って示す斜視
図である。

【図６】本発明の第二の実施の形態に係る検体温度管理
器を要部のみ示す斜視図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿って切断した拡大断面図で
ある。

【図８】従来の検体温度管理器の一例を要部のみ示すも
ので、（Ａ）は電極が取り付けられた状態の加温プレー
トの平面図、（Ｂ）は加温プレートに電極が取り付けら
れる前の状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…検体温度管理器 ７…加温プレート １１…透
明導電膜 １１ａ…側端面 １３…電極 １３′…電極 ３
１、３５…通電手段 ３７…導電性材料 ｗ…所要の幅

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通電されることで発熱する透明導電膜がコ
   ーティングされた加温プレートと、上記透明導電膜に互
   いに距離をおいて重ねられた正負一対の電極と、この電
   極への通電手段とを備えた検体温度管理器であって、上
   記電極をその一部が透明導電膜の側端面に接する状態で
   設けたことを特徴とする検体温度管理器。
2. 【請求項２】請求項１に記載した検体温度管理器におい
   て、電極が、スクリーン印刷可能な導電性材料から成る
   ことを特徴とする検体温度管理器。
3. 【請求項３】通電されることで発熱する透明導電膜がコ
   ーティングされた加温プレートと上記透明導電膜に互い
   に距離をおいて設けられた正負一対の電極とこの電極へ
   の通電手段とを備えた検体温度管理器の上記電極を形成
   する方法であって、加温プレートにコーティングされた
   透明導電膜のうち互いに反対側に位置する端部をエッチ
   ング除去して側端面に断面組織を露出させた後、その側
   端面を含む所要の幅の領域に電極としての導電性材料を
   スクリーン印刷することを特徴とする検体温度管理器の
   電極形成方法。