JP2005164547A - 薄膜スライサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明の目的は、薄膜切片を簡単に作成することのできる薄膜スライサを提供することにある。
【解決手段】基台12に対し試料ホルダ14及び切断刃部16を所望の切断面角度に基づき定められた薄膜20の試料面方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度が得られるように所定の角度で配置し、該試料ホルダ14は薄膜20の試料面方向24が切断刃部16の送り方向26に対し該所定角度をなすように薄膜20の試料面22の切片予定部28以外を挟持し、該切断刃部16は薄膜20の試料面22に対し該所定角度をなす方向26に直線状に移動自在に設けられ、該試料ホルダ14に保持された薄膜20を試料面22側から切断し、該送り手段18は切断刃部16を試料ホルダ14に保持された薄膜20の試料面22に対し該所定角度をなす方向26に直線状に送り移動することを特徴とする薄膜スライサ10。
【選択図】 図1
【解決手段】基台12に対し試料ホルダ14及び切断刃部16を所望の切断面角度に基づき定められた薄膜20の試料面方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度が得られるように所定の角度で配置し、該試料ホルダ14は薄膜20の試料面方向24が切断刃部16の送り方向26に対し該所定角度をなすように薄膜20の試料面22の切片予定部28以外を挟持し、該切断刃部16は薄膜20の試料面22に対し該所定角度をなす方向26に直線状に移動自在に設けられ、該試料ホルダ14に保持された薄膜20を試料面22側から切断し、該送り手段18は切断刃部16を試料ホルダ14に保持された薄膜20の試料面22に対し該所定角度をなす方向26に直線状に送り移動することを特徴とする薄膜スライサ10。
【選択図】 図1
Description
本発明は薄膜スライサ、特にその切断機構の改良に関する。
各種包装フィルム、カード類、ビニル袋、印刷物、塗膜などの薄膜は、多層膜構造をもち、多層膜構造の構成成分や各層の厚みの計測が求められる。
このような要望に応えるため、薄膜は面出しや切片の切り出し等が不可欠である。このために従来は、薄膜のスライサではないが、一般的な塊状の試料を薄く削るスライサを用いることが考えられる。従来は、例えば塊状の試料を薄切りするミクロトーム(特許文献1)や、魚肉ブロックをスライスするスライサ(特許文献2)等を用いることが考えられる。
ところで、前記一般的なスライサを用いるためには、まず薄膜を樹脂中に埋め込むことにより、必要な切断強度を得ることが必要である。従来は樹脂の硬化後、これを前記スライサにセットし、薄膜切片の作成を行うことが考えられる。
特開平5−26792号公報
特開平9−300287号公報
このような要望に応えるため、薄膜は面出しや切片の切り出し等が不可欠である。このために従来は、薄膜のスライサではないが、一般的な塊状の試料を薄く削るスライサを用いることが考えられる。従来は、例えば塊状の試料を薄切りするミクロトーム(特許文献1)や、魚肉ブロックをスライスするスライサ(特許文献2)等を用いることが考えられる。
ところで、前記一般的なスライサを用いるためには、まず薄膜を樹脂中に埋め込むことにより、必要な切断強度を得ることが必要である。従来は樹脂の硬化後、これを前記スライサにセットし、薄膜切片の作成を行うことが考えられる。
しかしながら、前記一般的なスライサは、まず非常に高価である。また薄膜を樹脂中に埋め込み必要な切断強度を得る必要があるので、時間と手間がかかる。このため前記一般的なスライサを薄膜のスライサとして用いるには装置の価格、切片作成の容易性の面で改善の余地が残されていたものの、従来はこれらの問題を同時に解決することのできる技術が存在しなかった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は薄膜切片を簡単に作成することのできる薄膜スライサを提供することにある。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は薄膜切片を簡単に作成することのできる薄膜スライサを提供することにある。
前記目的を達成するために本発明にかかる薄膜スライサは、基台と、試料ホルダと、切断刃部と、送り手段と、を備える。前記基台に対して前記試料ホルダ及び前記切断刃部を、所望の切断面角度に基づいて定められた薄膜の厚み方向に相対向する試料面の方向と前記切断刃部の送り方向とのなす角度が得られるように所定の角度で配置する。前記試料ホルダは、前記薄膜の試料面方向が前記切断刃部の送り方向に対して所定の角度をなすように、前記薄膜の試料面の切片予定部以外を挟持する。前記切断刃部は、前記薄膜の試料面に対して前記所定の角度をなす方向に直線状に移動自在に設けられ、前記試料ホルダに保持された薄膜を試料面側から切断する。前記送り手段は、前記切断刃部を、前記試料ホルダに保持された薄膜の試料面に対して前記所定の角度をなす方向に直線状に送り移動するためのものであることを特徴とする。
なお、本発明において、前記試料ホルダは多層膜構造をもつ薄膜を保持することが好適である。
なお、本発明において、前記試料ホルダは多層膜構造をもつ薄膜を保持することが好適である。
垂直スライサ
また本発明において、前記送り手段は、垂直リニアガイドと、垂直スライダと、を備える。前記試料ホルダは、前記薄膜の試料面を水平方向に向けて該薄膜の試料面の切片予定部位外を挟持する。前記垂直スライダを前記薄膜の試料面に向けて垂直送りし、前記切断刃部で前記試料ホルダに保持された薄膜をその試料面に対して直交する方向より切断することにより、その切断面が該試料面に対して垂直な薄膜切片を作成することが好適である。
ここで、前記垂直リニアガイドは、前記基台の垂直方向に直線状に設けられる。
また前記垂直スライダは、前記垂直リニアガイドに沿って前記基台に対して垂直方向のみに移動自在に設けられ、前記切断刃部の刃先を前記薄膜の試料面に向けて垂直方向に該切断刃部を保持する。
また本発明において、前記送り手段は、垂直リニアガイドと、垂直スライダと、を備える。前記試料ホルダは、前記薄膜の試料面を水平方向に向けて該薄膜の試料面の切片予定部位外を挟持する。前記垂直スライダを前記薄膜の試料面に向けて垂直送りし、前記切断刃部で前記試料ホルダに保持された薄膜をその試料面に対して直交する方向より切断することにより、その切断面が該試料面に対して垂直な薄膜切片を作成することが好適である。
ここで、前記垂直リニアガイドは、前記基台の垂直方向に直線状に設けられる。
また前記垂直スライダは、前記垂直リニアガイドに沿って前記基台に対して垂直方向のみに移動自在に設けられ、前記切断刃部の刃先を前記薄膜の試料面に向けて垂直方向に該切断刃部を保持する。
傾斜スライサ
また本発明において、前記送り手段は、水平リニアガイドと、水平スライダと、を備える。前記試料ホルダは、前記薄膜の試料面方向が前記切断刃部の送り方向と所定の傾斜角度をなすように、前記薄膜の切片予定部を前記切断刃部の送り方向に傾けて突出させた状態で該薄膜の試料面の切片予定部以外を挟持する。前記水平スライダを前記薄膜の試料面に向けて水平送りし、前記切断刃部で前記試料ホルダに保持された薄膜を前記切断刃部の送り方向に切断し、その切断面が前記薄膜の試料面方向と前記切断刃部の送り方向とのなす所定の傾斜角度をもつ薄膜切片を作成することが好適である。
ここで、前記水平リニアガイドは、前記基台の水平方向に直線状に設けられる。
また前記水平スライダは、前記水平リニアガイドに沿って前記基台に対して水平方向のみに移動自在に設けられ、前記切断刃部の刃先を前記薄膜の試料面に向けて水平方向に該切断刃部を保持する。
なお、本発明において、前記試料ホルダは帯状の薄膜をその長手方向を前記切断刃部の送り方向に向けて保持することが好適である。
また本発明において、前記送り手段は、水平リニアガイドと、水平スライダと、を備える。前記試料ホルダは、前記薄膜の試料面方向が前記切断刃部の送り方向と所定の傾斜角度をなすように、前記薄膜の切片予定部を前記切断刃部の送り方向に傾けて突出させた状態で該薄膜の試料面の切片予定部以外を挟持する。前記水平スライダを前記薄膜の試料面に向けて水平送りし、前記切断刃部で前記試料ホルダに保持された薄膜を前記切断刃部の送り方向に切断し、その切断面が前記薄膜の試料面方向と前記切断刃部の送り方向とのなす所定の傾斜角度をもつ薄膜切片を作成することが好適である。
ここで、前記水平リニアガイドは、前記基台の水平方向に直線状に設けられる。
また前記水平スライダは、前記水平リニアガイドに沿って前記基台に対して水平方向のみに移動自在に設けられ、前記切断刃部の刃先を前記薄膜の試料面に向けて水平方向に該切断刃部を保持する。
なお、本発明において、前記試料ホルダは帯状の薄膜をその長手方向を前記切断刃部の送り方向に向けて保持することが好適である。
切削性の向上
また本発明においては、角度変更手段を備え、前記角度変更手段により試料ホルダの角度を調整し、前記切断刃部の送り方向に対する薄膜の試料面の角度を調整することにより、前記薄膜の試料面に対する切断面の角度を所望の角度とすることが好適である。
ここで、前記角度変更手段は、前記基台に対する前記試料ホルダの角度を変更する。
また本発明においては、傾斜スライサでの良好な切削性を得るため、前記切断刃部の刃先の描く平面内で前記切断刃部の送り方向と直交する方向に対して斜め方向に、該切断刃部の刃先の端縁部方向を向けて、該切断刃部を配置することが好適である。
また本発明においては、垂直スライサないし傾斜スライサでの良好な切削性を得るため、加振手段を備えることが好適である。
ここで、前記加振手段は、前記切断刃部を前記送り手段による切断刃部の送り方向に、所定の振動振幅及び振動周期で超音波振動させる。
また本発明においては、角度変更手段を備え、前記角度変更手段により試料ホルダの角度を調整し、前記切断刃部の送り方向に対する薄膜の試料面の角度を調整することにより、前記薄膜の試料面に対する切断面の角度を所望の角度とすることが好適である。
ここで、前記角度変更手段は、前記基台に対する前記試料ホルダの角度を変更する。
また本発明においては、傾斜スライサでの良好な切削性を得るため、前記切断刃部の刃先の描く平面内で前記切断刃部の送り方向と直交する方向に対して斜め方向に、該切断刃部の刃先の端縁部方向を向けて、該切断刃部を配置することが好適である。
また本発明においては、垂直スライサないし傾斜スライサでの良好な切削性を得るため、加振手段を備えることが好適である。
ここで、前記加振手段は、前記切断刃部を前記送り手段による切断刃部の送り方向に、所定の振動振幅及び振動周期で超音波振動させる。
以上説明したように本発明にかかる薄膜スライサは、薄膜の試料面を挟持する試料ホルダ及び薄膜の試料面に対して所定の方向に直線状に送り移動自在に設けられた切断刃部を基台に対して所定の角度で配置し、送り手段により切断刃部を薄膜の試料面に対して所定の方向に直線状に送り移動することとしたので、所望の切断面角度をもつ薄膜切片を簡単に作成することができる。
また本発明においては、基台に対する試料ホルダの角度を変更する角度変更手段を備えることにより、薄膜の切断面角度の変更が、より簡単に行える。
さらに本発明においては、刃先の描く平面内で切断刃部の送り方向と直交する方向に対して斜め方向に刃先の端縁部方向を向けて切断刃部を配置すること、ないし切断刃部を超音波振動させる加振手段を備えることにより、切断刃部の切削性を高めることができるので、より簡単に薄膜を切断することができる。
また本発明においては、基台に対する試料ホルダの角度を変更する角度変更手段を備えることにより、薄膜の切断面角度の変更が、より簡単に行える。
さらに本発明においては、刃先の描く平面内で切断刃部の送り方向と直交する方向に対して斜め方向に刃先の端縁部方向を向けて切断刃部を配置すること、ないし切断刃部を超音波振動させる加振手段を備えることにより、切断刃部の切削性を高めることができるので、より簡単に薄膜を切断することができる。
以下、図面に基づいて本発明の好適な一実施例について説明する。
図1には本発明の一実施例にかかる薄膜スライサの概略構成が示されている。
同図に示す薄膜スライサ10は、定置の基台12と、試料ホルダ14と、切断刃部16と、送り手段18を備える。
基台12に対して試料ホルダ14及び切断刃部16を、所望の切断面角度に基づいて定められた薄膜20の厚み方向に相対向する試料面22の方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度が得られるように所定の角度で配置する。
試料ホルダ14は、薄膜20の試料面方向24が切断刃部16の送り方向26に対して所定の角度をなすように、薄膜20の試料面22の切片予定部28以外を挟持する。
図1には本発明の一実施例にかかる薄膜スライサの概略構成が示されている。
同図に示す薄膜スライサ10は、定置の基台12と、試料ホルダ14と、切断刃部16と、送り手段18を備える。
基台12に対して試料ホルダ14及び切断刃部16を、所望の切断面角度に基づいて定められた薄膜20の厚み方向に相対向する試料面22の方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度が得られるように所定の角度で配置する。
試料ホルダ14は、薄膜20の試料面方向24が切断刃部16の送り方向26に対して所定の角度をなすように、薄膜20の試料面22の切片予定部28以外を挟持する。
切断刃部16は、薄膜20の試料面22に対して前記所定の角度をなす方向26に直線状に移動自在に設けられ、試料ホルダ14に保持された薄膜20を試料面22側から切断する。
送り手段18は、切断刃部16を、試料ホルダ14に保持された薄膜20の試料面22に対して前記所定の角度をなす方向26に直線状に送り移動するためのものとする。
そして、薄膜20の試料面22に対して切断刃部16を、前記所定の方向に直線状に送り移動することにより、薄膜20を試料面22側から試料面方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度で切断している。
以下に、本発明の薄膜スライサについて、より具体的に説明する。
送り手段18は、切断刃部16を、試料ホルダ14に保持された薄膜20の試料面22に対して前記所定の角度をなす方向26に直線状に送り移動するためのものとする。
そして、薄膜20の試料面22に対して切断刃部16を、前記所定の方向に直線状に送り移動することにより、薄膜20を試料面22側から試料面方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度で切断している。
以下に、本発明の薄膜スライサについて、より具体的に説明する。
垂直スライサ
例えば膜厚約30μm〜1mmのフィルムの面出しや薄膜切片を切出す際は、垂直スライサを使用することが好ましい。この垂直スライサは薄膜を試料面に対して垂直に切断するため、切断面47の各層の厚み計測に適している。また切出した切片はKBrプレートやミニプレートでディスク成型し、赤外顕微鏡透過測定により各層の同定を行うことができる。なお、この時の切断に適した膜厚は、約30μm〜650μmである。
図1には本発明の一実施例にかかる垂直スライサの概略構成が示されている。なお、同図(A)は本実施例にかかる垂直スライサの概観斜視図、同図(B)はその主要部分の縦断面図の等価図である。
例えば膜厚約30μm〜1mmのフィルムの面出しや薄膜切片を切出す際は、垂直スライサを使用することが好ましい。この垂直スライサは薄膜を試料面に対して垂直に切断するため、切断面47の各層の厚み計測に適している。また切出した切片はKBrプレートやミニプレートでディスク成型し、赤外顕微鏡透過測定により各層の同定を行うことができる。なお、この時の切断に適した膜厚は、約30μm〜650μmである。
図1には本発明の一実施例にかかる垂直スライサの概略構成が示されている。なお、同図(A)は本実施例にかかる垂直スライサの概観斜視図、同図(B)はその主要部分の縦断面図の等価図である。
本実施例では、試料ホルダが多層膜構造をもつ帯状薄膜を保持し、薄膜の試料面を垂直に切断する垂直スライサについて説明する。
同図に示す垂直スライサ(薄膜スライサ)10は、基台12に対して試料ホルダ14a,14b及び切断刃部16を、薄膜20の試料面方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度が90度となるように配置している。
試料ホルダ14a,14bは、薄膜20の試料面方向24を水平方向に向けて薄膜20の試料面22の切片予定部28以外を挟持している。
送り手段18は、垂直リニアガイド30と、垂直スライダ32を備える。
同図に示す垂直スライサ(薄膜スライサ)10は、基台12に対して試料ホルダ14a,14b及び切断刃部16を、薄膜20の試料面方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度が90度となるように配置している。
試料ホルダ14a,14bは、薄膜20の試料面方向24を水平方向に向けて薄膜20の試料面22の切片予定部28以外を挟持している。
送り手段18は、垂直リニアガイド30と、垂直スライダ32を備える。
ここで、垂直リニアガイド30は、基台12の垂直方向に直線状に設けられる。
また垂直スライダ32は、垂直リニアガイド30に沿って基台12に対して垂直方向のみに移動自在に設けられている。垂直スライダ32の下端部には刃ホルダ34a,34bを介して、切断刃部16の刃先を薄膜20の試料面22に向けて垂直方向に切断刃部16を保持する。
垂直スライダ32を薄膜12の試料面22に向けて垂直送りし、切断刃部16で試料ホルダ14a,14bに保持された薄膜20を、その試料面22に対して直交する方向26より切断する。この結果、切断面が試料面22に対して垂直な薄膜切片を作成する。
また垂直スライダ32は、垂直リニアガイド30に沿って基台12に対して垂直方向のみに移動自在に設けられている。垂直スライダ32の下端部には刃ホルダ34a,34bを介して、切断刃部16の刃先を薄膜20の試料面22に向けて垂直方向に切断刃部16を保持する。
垂直スライダ32を薄膜12の試料面22に向けて垂直送りし、切断刃部16で試料ホルダ14a,14bに保持された薄膜20を、その試料面22に対して直交する方向26より切断する。この結果、切断面が試料面22に対して垂直な薄膜切片を作成する。
なお、本実施例では、さらに送り手段18が、ノブ36と、ばね38を備える。
ここで、ノブ36は、その一端部が基台12に立設された支柱40に対して軸支されている。ノブ36は軸42を中心に回動自在としている。ノブ36の中間部は、垂直スライダ32の上端部に当接している。
ばね38は、垂直リニアガイド30の外周囲に、それぞれ設けられており、ばね38の上端部が垂直スライダ32の下端部に当接している。
また本実施例では、試料ホルダ14が水平送り手段42を介して基台上12に設けられている。
ここで、ノブ36は、その一端部が基台12に立設された支柱40に対して軸支されている。ノブ36は軸42を中心に回動自在としている。ノブ36の中間部は、垂直スライダ32の上端部に当接している。
ばね38は、垂直リニアガイド30の外周囲に、それぞれ設けられており、ばね38の上端部が垂直スライダ32の下端部に当接している。
また本実施例では、試料ホルダ14が水平送り手段42を介して基台上12に設けられている。
水平送り手段42は、リニアガイド44と、スライダとしての下側試料ホルダ14bと、ダイヤル46を備える。リニアガイド44は、基台12上に帯状の薄膜20の長手方向である図中左右方向に設けられている。ダイヤル46を回転すると、リニアガイド44上で下側試料ホルダ14bが図中左右方向に水平送りされる。これにより、薄膜20をその長手方向に水平送りすることができるので、薄膜切片の長さを調節することができる。
このように水平送り手段42で薄膜切片の長さを調節したうえで、薄膜切片の作成を行う。
すなわち、同図(B)に示されるように薄膜20は、その試料面方向24が水平方向を向いた状態で、試料面22が定置の試料ホルダ14a、14bに挟持されている。そして、図2(A)に示されるように垂直スライダ32をノブ36の操作で下方に垂直送りすると、切断刃部16の刃先が定置の薄膜20の試料面22に対して垂直方向より当接して、同図(B)に示されるように薄膜20を切断していく。
このように水平送り手段42で薄膜切片の長さを調節したうえで、薄膜切片の作成を行う。
すなわち、同図(B)に示されるように薄膜20は、その試料面方向24が水平方向を向いた状態で、試料面22が定置の試料ホルダ14a、14bに挟持されている。そして、図2(A)に示されるように垂直スライダ32をノブ36の操作で下方に垂直送りすると、切断刃部16の刃先が定置の薄膜20の試料面22に対して垂直方向より当接して、同図(B)に示されるように薄膜20を切断していく。
なお、ノブ36の下方への力を緩めたり、ノブ36を上方に持ち上げると、垂直スライダ32は、ばね38の復元力を利用して上昇する。
この結果、同図(C)に示されるような切断面47の角度が試料面22に対して90度の薄膜切片28´が作成される。
このようにして得られた薄膜切片28´は、切断面47の各層の厚み計測が行われる。また切出した薄膜切片28´はKBrプレートでディスク成型され、赤外顕微鏡透過測定により切断面47の各層の同定が行われる。
この結果、同図(C)に示されるような切断面47の角度が試料面22に対して90度の薄膜切片28´が作成される。
このようにして得られた薄膜切片28´は、切断面47の各層の厚み計測が行われる。また切出した薄膜切片28´はKBrプレートでディスク成型され、赤外顕微鏡透過測定により切断面47の各層の同定が行われる。
ところで、従来は、薄膜のスライサではないが、塊状の試料を削るミクロトームがあり、これを薄膜切片の作成に用いることが考えられるが、薄膜切片の作成方法が確立されていなかった。
すなわち、ミクロトームは、非常に高価である。また従来は切断強度が不足していると、薄膜を樹脂中に埋め込んで、必要な切断強度を得ていたが、手間と時間がかかる。またミクロトームでは、例えば多層膜構造をもつ薄膜の切削は考えていないので、その切断面の角度も考慮されていない。このため異なる切断面角度の薄膜切片を得るためには、それぞれ異なる切断面角度が得られるミクロトームを揃える必要がある。またミクロトームでは切断面角度も所望の角度で確実に得るのが困難であった。すなわち、ミクロトームは回転式のものが一般的であるが、切断刃部の刃先ないし試料が円弧状を描く。このためミクロトームによる薄膜の切断面は厳密な直線状にはならず円弧状となる。切断面が直線状ではなく円弧状に作成されると、各層の正確な厚み計測には不向きである。
すなわち、ミクロトームは、非常に高価である。また従来は切断強度が不足していると、薄膜を樹脂中に埋め込んで、必要な切断強度を得ていたが、手間と時間がかかる。またミクロトームでは、例えば多層膜構造をもつ薄膜の切削は考えていないので、その切断面の角度も考慮されていない。このため異なる切断面角度の薄膜切片を得るためには、それぞれ異なる切断面角度が得られるミクロトームを揃える必要がある。またミクロトームでは切断面角度も所望の角度で確実に得るのが困難であった。すなわち、ミクロトームは回転式のものが一般的であるが、切断刃部の刃先ないし試料が円弧状を描く。このためミクロトームによる薄膜の切断面は厳密な直線状にはならず円弧状となる。切断面が直線状ではなく円弧状に作成されると、各層の正確な厚み計測には不向きである。
これに対して、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、簡単に、薄膜切片28´の作成を所望の切断面角度で行うためには、最初に薄膜20の試料面方向24と切断刃部16の送り方向26とのなす角度を所望の切断角度である直交とした状態としておいて、切断刃部16を薄膜20の試料面方向24に対して直角する方向26に直線状に送り移動することが重要であることが判明した。
また薄膜切片28´の作成に最適な方法としては、以下に示すような方法(1)〜(3)の組合せが非常に重要であることも判明した。すなわち、
(1)薄膜切片の作成に最適な薄膜のセット方法として、数ある薄膜のセット方法の中から、薄膜20の厚み方向の相対向する試料面22を挟持する方法を選択する。
(2)薄膜切片の作成に最適な切断刃部の配置方法として、数ある切断刃部16の配置方法の中から、切断刃部16の刃先を薄膜20の試料面22に向けて配置する方法を選択する。
(3)薄膜切片の作成に最適な送り方法として、数ある送り方法の中から、薄膜20を保持する試料ホルダ14a,14bを定置とし、切断刃部16を薄膜20の試料面22に向けて直線状に送る方法を選択する。
また薄膜切片28´の作成に最適な方法としては、以下に示すような方法(1)〜(3)の組合せが非常に重要であることも判明した。すなわち、
(1)薄膜切片の作成に最適な薄膜のセット方法として、数ある薄膜のセット方法の中から、薄膜20の厚み方向の相対向する試料面22を挟持する方法を選択する。
(2)薄膜切片の作成に最適な切断刃部の配置方法として、数ある切断刃部16の配置方法の中から、切断刃部16の刃先を薄膜20の試料面22に向けて配置する方法を選択する。
(3)薄膜切片の作成に最適な送り方法として、数ある送り方法の中から、薄膜20を保持する試料ホルダ14a,14bを定置とし、切断刃部16を薄膜20の試料面22に向けて直線状に送る方法を選択する。
このような薄膜切片の作成に最適な方法(1)〜(3)の組合せにより、スライサ10の操作性が向上される。すなわち、薄膜20は樹脂固定せずそのまま試料ホルダ14a,14bに挟み、垂直スライダ32を下方に垂直送りするだけで、迅速に切断面47の角度が90度の薄膜切片28´を作成することができるので、初心者にも簡単に薄膜を切ることができる。
また本実施例は、切断刃部16は刃ホルダ34a,34bに対して着脱自在に設けることにより、切断刃部16として市販品の替刃を使用することができるので、ランニングコストを極めて安価とすることができる。また切出す膜厚は、ノブ36の操作で変えられるので、切出す膜厚を可変とすることができる。また切出した薄膜切片28´はIR測定時、隣接層の影響を受けにくい。
また本実施例は、切断刃部16は刃ホルダ34a,34bに対して着脱自在に設けることにより、切断刃部16として市販品の替刃を使用することができるので、ランニングコストを極めて安価とすることができる。また切出す膜厚は、ノブ36の操作で変えられるので、切出す膜厚を可変とすることができる。また切出した薄膜切片28´はIR測定時、隣接層の影響を受けにくい。
傾斜スライサ
前記垂直スライサは、試料面に対して垂直な切断面が得られるので切断面の各層の厚み計測に適するが、傾斜スライサによる切断面は、垂直切断に比較しかなり拡大され、多層膜でのより薄い層の存在が明確になる。このため、切断面を拡大したいとき等は、定置の薄膜に対して、傾斜スライサを水平送りし薄膜を斜め方向に切断することも好ましい。
すなわち、傾斜スライサは、膜厚約10μm〜数100μmのフィルムの断面出しや薄膜切片等を切出すために使用することが好ましい。この傾斜スライサで作成された薄膜切片を用いれば、その切断面は垂直切断に比べかなり拡大されるため、多層膜での薄膜層の存在がより明確になる。面内に異物があるかどうか、フイッシュアイの面だし、積層膜がきれいに形成されているか否か等の要求に充分対応することができる。この傾斜スライサで使用する最適膜厚は約40〜130μmである。
図3には、本発明の一実施例にかかる傾斜スライサの概略構成が示されている。
なお、同図(A)は本実施例にかかる傾斜スライサの概観斜視図、同図(B)はその主要部分の縦断面図の等価図である。前記実施例1と対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。
前記垂直スライサは、試料面に対して垂直な切断面が得られるので切断面の各層の厚み計測に適するが、傾斜スライサによる切断面は、垂直切断に比較しかなり拡大され、多層膜でのより薄い層の存在が明確になる。このため、切断面を拡大したいとき等は、定置の薄膜に対して、傾斜スライサを水平送りし薄膜を斜め方向に切断することも好ましい。
すなわち、傾斜スライサは、膜厚約10μm〜数100μmのフィルムの断面出しや薄膜切片等を切出すために使用することが好ましい。この傾斜スライサで作成された薄膜切片を用いれば、その切断面は垂直切断に比べかなり拡大されるため、多層膜での薄膜層の存在がより明確になる。面内に異物があるかどうか、フイッシュアイの面だし、積層膜がきれいに形成されているか否か等の要求に充分対応することができる。この傾斜スライサで使用する最適膜厚は約40〜130μmである。
図3には、本発明の一実施例にかかる傾斜スライサの概略構成が示されている。
なお、同図(A)は本実施例にかかる傾斜スライサの概観斜視図、同図(B)はその主要部分の縦断面図の等価図である。前記実施例1と対応する部分には符号100を加えて示し説明を省略する。
本実施例では、薄膜を試料面に対して斜めに切断する例について説明する。
すなわち、同図に示す傾斜スライサ(薄膜スライサ)110において、試料ホルダ114a,114bは、薄膜120の試料面方向124が切断刃部116の送り方向126と所定の角度をなすように、薄膜120の切片予定部128を切断刃部116の送り方向126に対して斜めに突出させた状態で、薄膜120の試料面122の切片予定部128以外を挟持している。
なお、試料ホルダ114a,114bは、ブロック部148に対して横方向に非常に僅かな間隙をおいて、基台112上に配置されている。また薄膜120の切片予定部128は、薄膜120がその自重や切断時に、切断刃部116の送り方向126に折れ曲がらない程度の若干量だけ、試料ホルダ114a,114bより突出させている。
すなわち、同図に示す傾斜スライサ(薄膜スライサ)110において、試料ホルダ114a,114bは、薄膜120の試料面方向124が切断刃部116の送り方向126と所定の角度をなすように、薄膜120の切片予定部128を切断刃部116の送り方向126に対して斜めに突出させた状態で、薄膜120の試料面122の切片予定部128以外を挟持している。
なお、試料ホルダ114a,114bは、ブロック部148に対して横方向に非常に僅かな間隙をおいて、基台112上に配置されている。また薄膜120の切片予定部128は、薄膜120がその自重や切断時に、切断刃部116の送り方向126に折れ曲がらない程度の若干量だけ、試料ホルダ114a,114bより突出させている。
また送り手段118は、水平リニアガイド150と、水平スライダ152と、を備える。
ここで、水平リニアガイド150は、基台112の水平方向に直線状に設けられる。
また水平スライダ152は、水平リニアガイド150に沿って基台112に対して水平方向のみに移動自在に設けられ、切断刃部116の刃先を薄膜120の試料面122に向けて水平方向に切断刃部116を保持する。
そして、水平スライダ152を薄膜120の試料面122に向けて水平送りし、切断刃部116で試料ホルダ114a,114bに挟持された薄膜120を切断刃部116の送り方向126に切断し、その切断面147が薄膜120の試料面方向124と切断刃部116の送り方向126とのなす傾斜角度をもつ薄膜切片128´を作成する。
なお、薄膜120の切断面147の角度を変えることにより、切断面147での各層の拡大率を調整することができる。このため、本実施例においては、角度変更手段154を備えることも好ましい。
ここで、水平リニアガイド150は、基台112の水平方向に直線状に設けられる。
また水平スライダ152は、水平リニアガイド150に沿って基台112に対して水平方向のみに移動自在に設けられ、切断刃部116の刃先を薄膜120の試料面122に向けて水平方向に切断刃部116を保持する。
そして、水平スライダ152を薄膜120の試料面122に向けて水平送りし、切断刃部116で試料ホルダ114a,114bに挟持された薄膜120を切断刃部116の送り方向126に切断し、その切断面147が薄膜120の試料面方向124と切断刃部116の送り方向126とのなす傾斜角度をもつ薄膜切片128´を作成する。
なお、薄膜120の切断面147の角度を変えることにより、切断面147での各層の拡大率を調整することができる。このため、本実施例においては、角度変更手段154を備えることも好ましい。
角度変更手段154は、例えば軸156等を備える。軸156を介して、試料ホルダ114a,114bを基台112に図中矢印方向に回動自在に設けている。
本実施例は、基台112に対する試料ホルダ114a,114bの角度θを変更するだけで、切断刃部116の送り方向126に対する薄膜120の試料面方向124を変更することができるので、薄膜120の切断面147の角度を所望の角度で変更することが簡単にできる。
本実施例では、図4(A)に示されるように薄膜120は試料面122を送り方向126に傾けた状態で試料ホルダ114a,114bに挟持されている。
そして、水平スライダ152を薄膜120の試料面122に向けて水平送りすると、同図(B)に示されるように、その刃先が薄膜120の試料面122に対して斜めに当接して、薄膜120を切断していく。
本実施例は、基台112に対する試料ホルダ114a,114bの角度θを変更するだけで、切断刃部116の送り方向126に対する薄膜120の試料面方向124を変更することができるので、薄膜120の切断面147の角度を所望の角度で変更することが簡単にできる。
本実施例では、図4(A)に示されるように薄膜120は試料面122を送り方向126に傾けた状態で試料ホルダ114a,114bに挟持されている。
そして、水平スライダ152を薄膜120の試料面122に向けて水平送りすると、同図(B)に示されるように、その刃先が薄膜120の試料面122に対して斜めに当接して、薄膜120を切断していく。
この結果、同図(C)に示されるように、試料面方向124と送り方向126とのなす傾斜角度の切断面147をもつ薄膜切片128´を作成することができる。
このように薄膜120の試料面方向124と切断刃部116の送り方向126とのなす角度を、所望の切断面角度に基づいて定められた角度とした状態としておき、水平スライダ152を直線状に水平送りするだけで、所望の傾斜角度の切断面147をもつ薄膜切片128´を簡単に作成している。
なお、本実施例では薄膜120をその自重や切断時に折れ曲がらない程度の短い長さで斜めに突出させておくことにより、切断時の薄膜120の変形は実質的に生じないので、切断面147も所望の傾斜角度できれいに得ることができる。また薄膜120を帯状とし、その長手方向に突出させることにより、薄膜120がその自重や切断時に、切断刃部116の送り方向126に折れ曲がるのを大幅に低減している。
このように薄膜120の試料面方向124と切断刃部116の送り方向126とのなす角度を、所望の切断面角度に基づいて定められた角度とした状態としておき、水平スライダ152を直線状に水平送りするだけで、所望の傾斜角度の切断面147をもつ薄膜切片128´を簡単に作成している。
なお、本実施例では薄膜120をその自重や切断時に折れ曲がらない程度の短い長さで斜めに突出させておくことにより、切断時の薄膜120の変形は実質的に生じないので、切断面147も所望の傾斜角度できれいに得ることができる。また薄膜120を帯状とし、その長手方向に突出させることにより、薄膜120がその自重や切断時に、切断刃部116の送り方向126に折れ曲がるのを大幅に低減している。
ところで、従来は、薄膜120を傾めに切断するスライサではなく、魚肉等のブロックを斜めにスライスするスライサがある。しかしながら、これは試料がテーブル上に単に載置されているだけであり、定置の切断刃部に対して試料を送り移動するものである。このため試料の送り移動中、テーブル上で薄膜の位置がずれてしまうことがある。また切断刃部は、通常、刃先の端縁部方向が試料の送り方向と直交するように配置されている。このため切断刃部は、切断時、薄膜に対して幅方向に相対向する側壁に対して直交する方向より当たるので薄膜の変形が生じることがある。このため、一般的なスライサでは、薄膜の切断そのものが行えないこと、薄膜を切断できても所望の傾斜角度が得られないこと、きれいな直線状に切断できないことがある。
そこで、本実施例では、基台112に対して試料ホルダ114a,114b及び切断刃部116を、薄膜120の試料面方向124と切断刃部116の送り方向126とのなす角度が所望の切断面の傾斜角度となるように配置しておく。そして、水平スライダ152を薄膜120の試料面122に向けて水平送りし、切断刃部116で切断面147が試料面122に対して薄膜120の試料面方向124と切断刃部116の送り方向126とのなす傾斜角度の切断面147をもつ薄膜切片128´を作成している。
このように本実施例は、前記第一実施例と同様、前記薄膜切片の作成に最適な方法(1)〜(3)の組合せを採用している。このため本実施例は、薄膜を樹脂固定せずそのままホルダに挟み、水平スライダを薄膜の試料面に向けて直線状に水平送りするだけで、薄膜の試料面方向と切断刃部の送り方向とのなす傾斜角度の切断面をもつ薄膜切片を初心者でも簡単に作成することができるので、誰でも良好な結果が得られる。
このように本実施例は、前記第一実施例と同様、前記薄膜切片の作成に最適な方法(1)〜(3)の組合せを採用している。このため本実施例は、薄膜を樹脂固定せずそのままホルダに挟み、水平スライダを薄膜の試料面に向けて直線状に水平送りするだけで、薄膜の試料面方向と切断刃部の送り方向とのなす傾斜角度の切断面をもつ薄膜切片を初心者でも簡単に作成することができるので、誰でも良好な結果が得られる。
また本実施例は、前記第一実施例と同様、切断刃部116は、刃ホルダ134a,134bに対して着脱自在に設けることにより、切断刃部116として市販品の替刃を使用することができるので、ランニングコストを極めて安価とすることができる。また切出す膜厚を可変とすることができる。また小型、軽量のため実体顕微鏡下にセットできるので、顕微鏡下で切り口を観察しつつ切出しが行える。また切出した各層の間隔が拡大されるので、例えば試料面に対して15度入射で薄膜を切断すると、垂直切断に対して切断幅は約4倍に拡大されるので、切出した切片はIR測定時、隣接層の影響を、より受けにくい。
切削性の向上
従来は薄膜を樹脂中に埋め込み、必要な切断強度を得ることが一般的であったが、本発明はこれを行うことなく切断刃部の切削性を高めることで、薄膜をきれいに切断している。
本発明は切断刃部の切削性を高めるため、以下の工夫をしている(実施例3,4)。
切削性の向上
従来は薄膜を樹脂中に埋め込み、必要な切断強度を得ることが一般的であったが、本発明はこれを行うことなく切断刃部の切削性を高めることで、薄膜をきれいに切断している。
本発明は切断刃部の切削性を高めるため、以下の工夫をしている(実施例3,4)。
<切断刃部の配置>
試料が軟質ゴムのような大きな弾性を有し、しかも軟質である場合には、試料切片作成時に試料の変形が生じやすいことがある。
そこで、本実施例では、傾斜スライサの切削性を高めるため、切断刃部の刃先の向きを工夫している。
すなわち、図5に示されるように、傾斜スライサを上方より見ると、切断刃部116の刃先の描く水平面160内で、切断刃部116の送り方向126と直交する方向に対して斜め方向164に、切断刃部116の刃先の端縁部162を向けて配置されている。
試料が軟質ゴムのような大きな弾性を有し、しかも軟質である場合には、試料切片作成時に試料の変形が生じやすいことがある。
そこで、本実施例では、傾斜スライサの切削性を高めるため、切断刃部の刃先の向きを工夫している。
すなわち、図5に示されるように、傾斜スライサを上方より見ると、切断刃部116の刃先の描く水平面160内で、切断刃部116の送り方向126と直交する方向に対して斜め方向164に、切断刃部116の刃先の端縁部162を向けて配置されている。
このため、本実施例においては、切断刃部116を薄膜120の試料面122に水平送りすると、切断刃部116が、まず薄膜120の試料面122の一端部に切れ込みを入れて、そこから幅方向の他端部に向けて順次、切断していく。
このように本実施例においては、切断刃部116が最初に薄膜120の試料面122の一端部に切れ込みを入れてから切断していくので、試料面122に対して刃先を同時に当てるものに比較し、薄膜120の切断刃部116の送り方向126への変形を大幅に低減し、スムースに切断することができる。これにより薄膜120であっても切断面をより所望の角度で得ることができる。
このように本実施例においては、切断刃部116が最初に薄膜120の試料面122の一端部に切れ込みを入れてから切断していくので、試料面122に対して刃先を同時に当てるものに比較し、薄膜120の切断刃部116の送り方向126への変形を大幅に低減し、スムースに切断することができる。これにより薄膜120であっても切断面をより所望の角度で得ることができる。
<切断刃部の超音波振動>
切断刃部116の送り移動が手動である場合には、手動送り速度により切削速度が決まっていた。試料が魚肉等のブロック状であれば、切断刃部を通常の速度で上下動させるだけでも切削性が得られるが、薄膜ではブロック状の試料に比較しより高い切削性が求められる。
そこで、本発明は、手動送りに加えて、切断刃部116の刃先に切削方向に超音波振動を加えることにより、薄膜120を切削する際の切削速度を飛躍的に向上させることができる。切削の切れ味は、切断刃部116の送り速度に依存しており、切削速度の増大に依存して向上する。また切断刃部116と薄膜120との間の摩擦力が著しく低下することも切削性の向上に寄与していると考えられる。
このために本実施例においては、本発明の薄膜スライサが図6に示されるような加振手段170を備える。
切断刃部116の送り移動が手動である場合には、手動送り速度により切削速度が決まっていた。試料が魚肉等のブロック状であれば、切断刃部を通常の速度で上下動させるだけでも切削性が得られるが、薄膜ではブロック状の試料に比較しより高い切削性が求められる。
そこで、本発明は、手動送りに加えて、切断刃部116の刃先に切削方向に超音波振動を加えることにより、薄膜120を切削する際の切削速度を飛躍的に向上させることができる。切削の切れ味は、切断刃部116の送り速度に依存しており、切削速度の増大に依存して向上する。また切断刃部116と薄膜120との間の摩擦力が著しく低下することも切削性の向上に寄与していると考えられる。
このために本実施例においては、本発明の薄膜スライサが図6に示されるような加振手段170を備える。
同図に示す加振手段170は、超音波振動子172と、ドライバ174と、制御手段176を備える。
ここで、超音波振動子172は、切断刃部116の刃先に設けられており、切断刃部116の送り方向126に超音波振動する。
またドライバ174は、超音波振動子172を駆動する。
制御手段176は、ドライバ174の動作を制御する。
ここで、本実施例は、切断刃部116を超音波振動させる際、振動の振幅、振動周期を適切に制御することも好ましい。
すなわち、薄膜切片の作成時に、薄膜が軟質ゴムのような大きな弾性を有し、しかも軟質である場合には、薄膜切片を得ようとすると、薄膜の変形により、平面な切片を得るのが困難なことがあった。
ここで、超音波振動子172は、切断刃部116の刃先に設けられており、切断刃部116の送り方向126に超音波振動する。
またドライバ174は、超音波振動子172を駆動する。
制御手段176は、ドライバ174の動作を制御する。
ここで、本実施例は、切断刃部116を超音波振動させる際、振動の振幅、振動周期を適切に制御することも好ましい。
すなわち、薄膜切片の作成時に、薄膜が軟質ゴムのような大きな弾性を有し、しかも軟質である場合には、薄膜切片を得ようとすると、薄膜の変形により、平面な切片を得るのが困難なことがあった。
そこで、本実施例は、超音波振動の振動振幅および振動周期を適切に選択することにより、薄膜の変形を伴わず良好な薄膜切片の切削が行える。例えば制御手段176に、適切な超音波振動の振幅、振動周期が設定されると、制御手段176は、設定された振動振幅、振動周期で、超音波振動子172が、超音波振動するように、ドライバ274の動作の制御を行う。
このように本実施例においては、加振手段170を設け、切断刃部116を、送り手段による送り方向126に、所定の振動振幅及び振動周期で、超音波振動させることにより、切断刃部116の切削性を飛躍的に向上させることができるので、より簡単に、薄膜切片を作成することができる。
このように本実施例においては、加振手段170を設け、切断刃部116を、送り手段による送り方向126に、所定の振動振幅及び振動周期で、超音波振動させることにより、切断刃部116の切削性を飛躍的に向上させることができるので、より簡単に、薄膜切片を作成することができる。
変形例
なお、前記超音波振動は、前記垂直スライサに用いることも好ましいが、前記傾斜スラ
イサに用いることが特に好ましい。
また前記各構成では、スライダの送り、ないし角度変更手段による角度変更は手動で行った例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ等で自動に行うことも好ましい。
なお、前記超音波振動は、前記垂直スライサに用いることも好ましいが、前記傾斜スラ
イサに用いることが特に好ましい。
また前記各構成では、スライダの送り、ないし角度変更手段による角度変更は手動で行った例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、モータ等で自動に行うことも好ましい。
10 垂直スライサ(薄膜スライサ)
110 傾斜スライサ(薄膜スライサ)
12,112 基台
14,114 試料ホルダ
16,116 切断刃部
18,118 送り手段
20,120 薄膜
110 傾斜スライサ(薄膜スライサ)
12,112 基台
14,114 試料ホルダ
16,116 切断刃部
18,118 送り手段
20,120 薄膜
Claims (8)
- 基台と、試料ホルダと、切断刃部と、送り手段と、を備え、
前記基台に対して前記試料ホルダ及び前記切断刃部を、所望の切断面角度に基づいて定められた薄膜の厚み方向に相対向する試料面の方向と前記切断刃部の送り方向とのなす角度が得られるように所定の角度で配置し、
前記試料ホルダは、前記薄膜の試料面方向が前記切断刃部の送り方向に対して所定の角度をなすように、該薄膜の試料面の切片予定部以外を挟持し、
前記切断刃部は、前記薄膜の試料面に対して前記所定の角度をなす方向に直線状に移動自在に設けられ、前記試料ホルダに保持された薄膜の試料面側から切断し、
前記送り手段は、前記切断刃部を、前記試料ホルダに保持された薄膜の試料面に対して前記所定の角度をなす方向に直線状に送り移動するためのものであることを特徴とする薄膜スライサ。 - 請求項1記載の薄膜スライサにおいて、前記試料ホルダは多層膜構造をもつ薄膜を保持することを特徴とする薄膜スライサ。
- 請求項1又は2記載の薄膜スライサにおいて、前記送り手段は、前記基台の垂直方向に直線状に設けられた垂直リニアガイドと、
前記垂直リニアガイドに沿って前記基台に対して垂直方向のみに移動自在に設けられ、前記切断刃部の刃先を前記薄膜の試料面に向けて垂直方向に該切断刃部を保持する垂直スライダと、
を備え、前記試料ホルダは、前記薄膜の試料面を水平方向に向けて該薄膜の試料面の切片予定部以外を挟持し、
前記垂直スライダを前記薄膜の試料面に向けて垂直送りし、前記切断刃部で前記試料ホルダに保持された薄膜をその試料面に対して直交する方向より切断することにより、その切断面が該試料面に対して垂直な薄膜切片を作成することを特徴とする薄膜スライサ。 - 請求項1又は2記載の薄膜スライサにおいて、前記送り手段は、前記基台の水平方向に直線状に設けられた水平リニアガイドと、
前記水平リニアガイドに沿って前記基台に対して水平方向のみに移動自在に設けられ、前記切断刃部の刃先を前記薄膜の試料面に向けて水平方向に該切断刃部を保持する水平スライダと、
を備え、前記試料ホルダは、前記薄膜の試料面方向が前記切断刃部の送り方向と前記所定の角度をなすように、該薄膜の切片予定部を前記切断刃部の送り方向に対して斜めに突出させた状態で該薄膜の試料面の切片予定部位外を挟持し、
前記水平スライダを前記薄膜の試料面に向けて水平送りし、前記切断刃部で前記試料ホルダに保持された薄膜を該切断刃部の送り方向に切断し、その切断面が該薄膜の試料面方向と切断刃部の送り方向とのなす傾斜角度をもつ薄膜切片を作成することを特徴とする薄膜スライサ。 - 請求項4記載の薄膜スライサにおいて、前記試料ホルダは帯状の薄膜を、その長手方向を前記切断刃部の送り方向に向けて保持することを特徴とする薄膜スライサ。
- 請求項4又は5記載の薄膜スライサにおいて、前記基台に対する前記試料ホルダの角度を変更する角度変更手段を備え、
前記角度変更手段により試料ホルダの角度を調整し、前記切断刃部の送り方向に対する薄膜の試料面の角度を調整することにより、前記薄膜の試料面に対する切断面の角度を所望の角度とすることを特徴とする薄膜スライサ。 - 請求項4〜6のいずれかに記載の薄膜スライサにおいて、前記切断刃部の刃先が描く平面内で該切断刃部の送り方向と直交する方向に対して斜め方向に該切断刃部の刃先の端縁部方向を向けて、該切断刃部を配置することを特徴とする薄膜スライサ。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の薄膜スライサにおいて、前記切断刃部を前記送り手段による切断刃部の送り方向に、所定の振動振幅及び振動周期で超音波振動させる加振手段を備えたことを特徴とする薄膜スライサ。
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