JP2006052106A

JP2006052106A - 微細凹部形成方法及び装置

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Publication number: JP2006052106A
Application number: JP2004234158A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Shimoitani; 良信下井谷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2006-02-23

Abstract

【課題】
ガラス等の基材の表面に、例えば直径数μｍ〜数１００μｍほどの多数の微細凹部を形成することができるようにすること。
【解決手段】
基材１１ａの表面に多数の微細凹部１２…を形成するための微細凹部形成方法であって、上記基材１１ａにおける上記微細凹部形成部位を加熱して軟化させる加熱工程と、該加熱工程で軟化した上記微細凹部形成部位に対して微細凹部成形型１４を降下して微細凹部１２を形成する形成工程とを有し、これら加熱工程と形成工程を、所望数の微細凹部１２…が形成されるまで、上記基材１１ａを水平方向に相対移動させなが繰り返し行う微細凹部形成方法。
【選択図】図４

Description

この発明は、例えばガラス板などの適宜基材の表面に多数の微細凹部を形成する技術に関する。

物品の表面に凹凸を形成する方法には、その物品の材料によって異なるが、物品自体を形成するとき、すなわち成形時に形成する場合と、物品に対して鍛造や塑性加工、プレス加工等の各種の方法によって形成する場合とがある。

しかし、例えば直径数μｍ〜数１００μｍほどの微細凹部を形成しようとする場合、それ程に小さい凸部を有する型を形成できないので、これまでの、上述のような方法では、物品の表面に多数の微細凹部は形成できない。

ガラス板に、比較的小さな凹部を形成するものとして、下記特許文献１の発明がある。この発明は、カラー表示用ＰＤＰの蛍光体層用の凹部形成方法であって、加熱炉内において、定盤上に設けられた前面ガラス板を加熱して軟化させ、プレス金型を用いたプレス加工によって、蛍光体層用の凹部を形成するというものである。

しかし、ここで形成される凹部は、ＰＤＰ、すなわちプラズマディスプレイパネルの蛍光体層用の凹部であるので、凹部の大きさは、０．６５ｍｍ×０．６５ｍｍほどのものである。これよりも小さい上述のような微細凹部は、この方法でも形成できない。

ところで、医療の現場で行われる病理検査には、採取した細胞を電子顕微鏡で見て検査する細胞検査というものがあるが、この検査においては、複数の細胞の塊を検査している。つまり群で検査している。これは、細胞をひとつずつ遊離させて、検査することができなかったからであった。しかし、群による検査では、精度が高いとはいえない。このため、細胞をひとつずつ検査することで、精度の高い検査ができると考えた。細胞ひとつずつ検査することは、今後、強く望まれるようになると思われる。

特許第２６８４７１６号公報

そこでこの発明は、例えば直径数μｍ〜数１００μｍほどの多数の微細凹部を形成することができるようにすることを主たる課題とする。また、多数の微細凹部を有したスライドガラスを提供することも課題とする。

そのための手段は、基材の表面に多数の微細凹部を形成するための微細凹部形成方法であって、上記基材における上記微細凹部形成部位を加熱して軟化させる加熱工程と、該加熱工程で軟化した上記微細凹部形成部位に対して微細凹部成形型を降下して微細凹部を形成する形成工程とを有し、これら加熱工程と形成工程を、所望数の微細凹部が形成されるまで、上記基材を水平方向に相対移動させなが繰り返し行う微細凹部形成方法であることを特徴とする。

すなわち、基材における微細凹部形成部位を加熱して、軟化したところに微細凹部成形型を降下して微細凹部形成するので、ピン状の微細凹部成形型を用いることができ、確実に微細凹部の形成ができる。

上記加熱工程と形成工程は、微細凹部ひとつずつに対応して行うとよい。

別の手段は、基材の表面に多数の微細凹部を形成するための微細凹部形成装置であって、上記基材を載置する作業テーブルを設け、該作業テーブルの上方に、作業テーブル上に載置された基材の上記微細凹部形成部位を加熱して軟化させる加熱手段と、該加熱手段で軟化した上記微細凹部形成部位に対して降下する微細凹部成形型とを設け、これら加熱手段及び微細凹部成形型と上記作業テーブルのいずれか一方又は双方に、これらを水平方向に相対移動する移動手段を設けた微細凹部形成装置であることを特徴とする。

すなわち、加熱手段が、基材における微細凹部形成部位を加熱して軟化させ、軟化したところに微細凹部成形型が降下して微細凹部を形成するので、微細凹部成形型には、ピン状の微細凹部成形型を用いることができ、確実に微細凹部の形成ができる。

上記加熱手段が、微細凹部ひとつに対応する部位を加熱するものであるとともに、前記微細凹部成形型が、微細凹部ひとつを形成するものであるとよい。

また、上記微細凹部形成方法又は微細凹部形成方法においては、上記微細凹部成形型に、超硬合金からなる極細ピンを用いて形成されたものを使用するとよい。

さらに別の手段は、ガラス板からなるスライドガラスであって、表面に多数の微細凹部を配設したスライドガラスであることを特徴とする。

上記微細凹部は、直径３００μｍ以下であるとよい。微細凹部は、検査する細胞の大きさに合わせて設定される。細胞はふつう１０μｍ〜１００μｍ位であるので、そのくらいの大きさであればよい。病理検査での人体の細胞検査用とするには、２０μm〜３０μm位に設定するとよい。また、細菌の細胞や遺伝子の検査用とするには、例えば０．５μｍ〜２．０μｍ位に設定するとよい。

すなわち、スライドガラスで細胞等の検査を行うには、細胞等を個別に遊離させ、細胞等をひとつずつ収容する大きさの微細凹部を有したスライドガラス上に乗せて、表面を均せば、細胞等を個別に並べることができて、細胞等の精密な検査が可能となる。

細胞等の収容を容易にするには、微細凹部以外の表面に撥水性を付与し、又は微細凹部に親水性を付与するとよい。

以上のように、この発明の微細凹部形成方法及び装置によれば、基材における上記微細凹部形成部位を加熱して軟化させたのちに、極細ピンを用いて形成でき微細凹部成形型を降下して微細凹部を形成する作業を繰り返し行って、多数の微細凹部を形成するので、これまで不可能であった多数の微細凹部が形成できる。

この結果、様々な分野での技術発展、新商品開発等に貢献できる。

例えば、上記微細凹部形成方法及び装置で、表面に多数の微細凹部を配設したスライドガラスを製造すれば、これまで不可能であった細胞ごとの細胞検査が可能になって、精度の高い検査が行えるようになる。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
図１は、顕微鏡を用いての観察に用いるスライドガラス１１の平面図で、このスライドガラス１１は、その表面に多数の微細凹部１２…を格子状に規則正しく配設したものである。

図２は、その要部の拡大図であり、各微細凹部１２…は、縦断面Ｕ字形で平面視円形の凹みである。その直径は、人体の細胞１個の大きさに対応する大きさに設定される。種類にもよるが細胞は、直径およそ１０μｍ〜１００μｍであるので、その細胞が入る所定の大きさに設定される。

このようなスライドガラス１１は、別途に製造された普通のスライドガラス（基材１１ａ）を、図３に示したような微細凹部形成装置１３にかけることで得られる。

この微細凹部形成装置１３は、基材１１ａとしてのスライドガラス表面における１個の微細凹部形成部位を加熱して軟化させた（加熱工程）後、その部位に対して微細凹部成形型１４を降下して微細凹部１２を形成する（成形工程）ものであって、形成する微細凹部１２…の数だけ、上記加熱と成形を繰り返し行うものである。

微細凹部成形装置１３は、基材１１ａを載置するする作業テーブル１５と、この作業テーブル１５の上方に、固定的に設けられた加工部１６とを有する。

作業テーブル１５は、その上面に、基材１１ａとしてのスライドガラスを着脱可能に固定する固定手段１７を有する。固定手段１７は、基材１１ａの一端部の位置を規制する規制部１７ａと、基材１１ａの他端部に当接して上記規制部１７ａとの間で挟み込むネジ止め可能なストッパ１７ｂとからなる。

また作業テーブル１５の下面には、作業テーブル１５を水平方向に移動させる移動手段１８を設けている。

この移動手段１８による移動方向は、長方形をなす基材１１ａの長手方向と短手方向である。移動手段１８は、作業テーブル１５の下面に一体に固定されたスライダ１９，２０と、これらスライダ１９，２０と螺合して各移動方向に延びる長ねじボルト２１，２２と、これら長ねじボルト２１，２２を正逆回転させるモータ（図示せず）で構成する。

モータには、ステッピングモータを用い、マイコンによりディジタル信号で高精度に回転を制御する。

上記加工部１６は、図４に示したように構成している。
すなわち、ガラスを軟化させるまで加熱する加熱手段２３と、該加熱手段２３で加熱した部位に微細凹部１２を形成すべく降下する上記微細凹部成形型１４とを有している。

加熱手段２３は、所定の温度（例えば６５０度程度）に加熱できるものであればよく、例えばレーザやマイクロビーム、炎などを発生する周知の手段で構成できる。この加熱手段２３による加熱範囲は、図４に仮想線の矢印で示したように、１つの微細凹部形成部位に設定する。

上記微細凹部成形型１４は、超硬合金からなる極細ピン２４の先端に形成する。極細ピン２４は、その先端（微細凹部成形型１４）を、形成すべき微細凹部１２に対応する形状に形成し、長さ方向の中間部をホルダ２５内に保持している。ホルダ２５内には、圧縮コイルばね２６を収納して、極細ピン２４の中間部に設けた鍔部２７を押し上げて上方へ付勢している。そして、ホルダ２５から上に突出する極細ピン２４の上端には、上記圧縮コイルばね２６の付勢力に抗して極細ピン２４を押し下げる押下手段２８を設けている。

押下手段２８は、モータ（図示せず）によって回転される回転軸２９と、この回転軸２９の周面に設けたカム３０とで構成し、回転軸２９が一回転すると極細ピン２４が、形成する微細凹部１２の深さに応じた高さ、一回降下するように設定されている。

上記極細ピン２４は、ホルダ２５ごと交換できるように加工部１６に組み込んでおく。

なお、基材１１ａは、ソーダ石灰ガラスであるも、ホウケイ酸ガラスであるも、石英ガラスであるもよいが、急激な温度変化に耐えられないガラスの場合には、図５に示したように、加工部１６に、予備加熱手段３１を設けるとよい。

予備加熱手段３１は、上述のように、レーザやマイクロビーム、炎などを発生する周知の装置で構成できるが、基材１１ａを加熱する温度は、上記温度よりも低い所定温度、例えば４００度くらいに加熱するように設定する。また、上記加熱手段２３のように１個の微細凹部形成部位のみではなく、若干広範囲を加熱できるように設定しておく。このように設定することで、基材の微細凹部形成部位をゆっくりと加熱し、ゆっくりと冷ますことができ、急激な温度変化に弱いガラスであってもその損傷の発生をなくすことができる。

上記移動手段１８と加熱手段２３と押下手段２８は、適宜の制御手段で制御され、次のような動作を行い、多数の微細凹部１２…を形成する。

まず、基材１１ａを作業テーブル１５上にセットしてから、加工部１６を所定位置まで降ろし、加工部１６の加熱手段２３と押下手段を駆動する。このとき、作業テーブル１５は、加工部１６の微細凹部成形型１４が基材１１ａにおける１つの微細凹部形成部位の真上に位置するように位置決めされている。

そして、加熱部２３は、予め設定された温度で所定時間加熱をし、基材１１ａの微細凹部形成部位が軟化してから、押下手段２８のモータを１回転して、微細凹部成形型１４を降下し、基材１１ａの表面に微細凹部１２を形成する。

つぎに、移動手段１８を駆動させて、次に微細凹部１２を形成する部位が、微細凹部成形型１４の真下に位置するように作業テーブル１５を移動し、上述のような加熱と形成を行う。このような動作を、微細凹部１２…の数だけ繰り返し、所定数の微細凹部１２…を形成する。

このようにして形成したスライドガラス１１は、病理検査における細胞検査において、使用される。すなわち、採取した細胞を個別に遊離するとともに、それら細胞を、スライドガラス１１の表面で均すと、各細胞３２…は、図６に示したように、１つずつ、微細凹部１２…に収容される。このため、細胞３２を１つずつ観察することができ、精度の高い細胞検査が可能になる。

なお、上記構成は、この発明を実施するための一形態であって、その他の形態を採用することもできる。

例えば、微細凹部１２…は、目的に応じて適宜の形状に形成することができる。例えば図７（ａ）に示したように、上端の開口部をテーパ状に広げて細胞が入り込みやすくするもよく、また微細凹部の内底部は球面状ではなく円錐状であるもよい。

微細凹部１２に細胞が入りやすくするには、図８（ａ）に示したように、微細凹部１２以外のスライドガラス１１表面に、撥水加工（撥水面３３を形成）を施すとよい。撥水加工は、適宜の薬剤を塗布することでできる。また逆に、図８（ｂ）に示したように、微細凹部１２の内周面に、親水加工（親水面３４を形成）を施すもよい。さらには、図８（ｃ）に示したように、上記撥水加工と親水加工の双方を施すのもよい。撥水性を有する部位（撥水面３３）では細胞３２がはじかれ、親水性を有する部位（親水面３４）では細胞３２が安定しやすいので、微細凹部１２に対して細胞３２を円滑に入れることができる。

また、微細凹部１２は、人体の細胞を入れるだけではなく、その大きさを適宜設定すれば、細菌の細胞や、ＤＮＡを入れるようにすることができ、新規な病理検査等が行えるようになる。

さらに、微細凹部は、細胞の検査のためのみではなく、特異な表面特性、例えば接着性等を得るためのものであるもよく、微細凹部を形成する対象や、その微細凹部の大きさは、その目的に応じて適宜定められる。

基材には、ガラスのほか、例えばステンレス等の金属板を採用することもできる。

また、上記微細凹部形成装置１３では、微細凹部１２…を１つずつ形成するように構成したが、例えば極細ピン２４を複数本束ねて微細凹部成形型を構成し、適宜の単位ごとに微細凹部１２…を形成するように構成するもよい。

さらに上記例では作業テーブル１５を移動する構成を示したが、加工部１６、又は加工部１６と作業テーブル１５の双方を移動可能に構成するもよい。

さらにまた、微細凹部を密に形成すれば、微細な凹凸面を形成できるので、光の屈折率や接触状態の異なる所望の特性を有する面を形成できる。

スライドガラスの平面図。スライドガラスの構造説明図。装置の構成を示す斜視図。装置の要部を示す断面図。装置の要部を示す断面図。スライドガラスの使用状態を示す平面図。他の例を示す断面図。他の例を示す断面図。

符号の説明

１１…スライドガラス
１１ａ…基材
１２…微細凹部
１３…微細凹部形成装置
１４…微細凹部成形型
１５…作業テーブル
１８…移動手段
２３…加熱手段
２４…極細ピン
２８…押下手段

Claims

基材の表面に多数の微細凹部を形成するための微細凹部形成方法であって、
上記基材における上記微細凹部形成部位を加熱して軟化させる加熱工程と、
該加熱工程で軟化した上記微細凹部形成部位に対して微細凹部成形型を降下して微細凹部を形成する形成工程とを有し、
これら加熱工程と形成工程を、所望数の微細凹部が形成されるまで、上記基材を水平方向に相対移動させながら繰り返し行う
微細凹部形成方法。
前記加熱工程と形成工程を、微細凹部ひとつずつに対応して行う
請求項１に記載の微細凹部形成方法。
基材の表面に多数の微細凹部を形成するための微細凹部形成装置であって、
上記基材を載置する作業テーブルを設け、
該作業テーブルの上方に、作業テーブル上に載置された基材の上記微細凹部形成部位を加熱して軟化させる加熱手段と、
該加熱手段で軟化した上記微細凹部形成部位に対して降下する微細凹部成形型とを設け、
これら加熱手段及び微細凹部成形型と上記作業テーブルのいずれか一方又は双方に、これらを水平方向に相対移動する移動手段を設けた
微細凹部形成装置。
前記加熱手段が、微細凹部ひとつに対応する部位を加熱するものであるとともに、
前記微細凹部成形型が、微細凹部ひとつを形成するものである
請求項３に記載の微細凹部形成装置。
前記微細凹部成形型が、超硬合金からなる極細ピンを用いて形成されたものである
請求項１から請求項４のうちのいずれか一項に記載の微細凹部形成方法又は微細凹部形成装置。
ガラス板からなるスライドガラスであって、
表面に多数の微細凹部を配設した
スライドガラス。
前記微細凹部が直径３００μｍ以下である
請求項６に記載のスライドガラス。