JPH0236335A - ミクロトーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は概括的にはミクロトームに関し、更に詳しくは
、それに限定されないが、超ミクロトムに関する。

〔従来の技術１発明が解決しようとする課題〕ミクロト
ーム、特に、超ミクロトームは、切断動作を行いながら
、切断刃とクランプ手段に把持されて薄く切断されるべ
き標本乃至試料とを調整するための少なくとも１つの変
位手段を必要とする。従来のミクロトームは間通の調整
移動を行うための機械的微動駆動機構又は電気機械的駆
動機構を具備している。ミクロトーム及び特に超ミクロ
トームにおいて主要なファクターは切断厚み調整即ち送
り移動である。その移動は、対象物即ち試料を保持する
クランプ手段に対する切断刃の移動、又は、切断刃に対
するクランプ手段の前進移動によって行われる。したが
って、従来のミクロ１・〜ムにおいては、最高の精度が
要求される切断厚み送り移動は、ステップモータで作動
される微動駆動装置、又は所定の温度変化に従って長さ
が変化する部材によって行われる。ステップモータによ
って作動される微動駆動装置はしばしば駆動移動に対す
る逓減比を生じさせるための付加的レバル４■立体を具
備する。しばしばその種の微動駆動装置は機械的な切断
厚み送り移動を生じさせる機械的送り装置と呼ばれ、適
当な部材の熱膨張係数をｉｌｌ用することによって行わ
れる切断厚み送り移動に関しては、熱送り移動と称され
る。後者の移動は通常超ミクロトームにおいてのみ使用
され、この超ミクロトームにおいては薄片を切断すべき
試料の切断厚みはｌＯｎｍから１μｍまでである。

清適のミクロトームは１μＩ以」二の切断厚み範囲を存
する。

切断サイクル−の間、ミクロトームは１巡回的ステップ
移動として知られている移動を行い、この移動は、空間
内での第１方向の切断移動と、第１方向に対して少なく
ともほぼ垂直な第２方向の後退移動と、後退移動に続く
前記第１方向の戻り移動と、その後の第２方向の前進移
動、並びに、同方向の切断厚み送り移動とからなる。そ
の一連の移動において、切断移動の振幅と戻り移動の振
幅とは同一の大きさである。同様に、後退移動及び前進
移動の振幅は同一である。後退移動とは、薄片を切断す
べき試料から薄片が切り取られた直後に、該後退移動の
後の戻り移動中に試料と切断刃とが互いに接触或いは衝
突しないように、該試料が切断刃から離れる方向に移動
されることを意味する。それは切断刃の損傷及び試料の
ｆｆｌ傷を回避する上で重要な事項である。従来の超ミ
クロトームの構成においては、後退移動と、該後退移動
に対して反対方向の前進移動及び切断厚み送り移動とが
１機械的駆動装置又は電気機械的駆動装置によって行わ
れる。超ミクロトームにおいては、戻り移動もまた機械
的又は電気機械的装置によって行われ、切断移動は１通
常、単に重力によって行われ得る。しかしながら、切断
移動は機械的又は電気機械的駆動装置によっても行われ
得る。

上述したように、超ミクロトームは１０ｎｍがら１００
０　ｎｎ＋までの切断厚み範囲で作動する。切断動作が
始まる前に、切断刃と対象物クランプ手段内に把持され
且つ薄片が切断されるべき試料との間では　試料と切断
刃との間の間隔が敬重のみとなるような調整を行うこと
が望ましく、場合によってはそれが必要になる。その調
整精度のレベルは。

従来の超ミクロトームにおいては比較的反雑で高価な機
械的構造を用いることによってのみ達成可能である。し
かも、超ミクロトームの作動時に切断動作に含まれる上
記移動サイクルの実行によって作製される薄片の厚み、
並びに、一連の切断動作中に試料から切り取られる薄片
の厚みの変動は、切断厚み送り移動と、後退移動及び前
進移動が超ミクロトームの作動中に繰り返されるときの
精度とに依存する。上記第１方向のそれらの移動を行う
ために使用される上記機械的送り装置は高い精度レベル
が得られないにも拘わらず製造費用が高くつく。切断厚
み送り移動を行うための上記熱作動形前進装置は機械的
送り装置よりも正確であるが、比較的小さな切断厚み範
囲内においてのみ使用可能であるとともに、温度変化に
よって長さが変化される部材を冷却して送りのリセット
を行なうための冷却手段が必要になるという欠点を有す
る。しかしながら、その種の冷却装置は装置費用を更に
高くするのみならず、ミクロトームの全体設計構造の状
況において一定の空間を占めることとなる。

本発明の目的は、比較的簡素な構造のミクロトーム及び
特に超ミクロトームを提供することにある。

本発明の他の目的は、高いレベルの作動精度を資すると
ともに比較的安価に製造し得るミクロトーム及び特に超
ミクロトームを提供することにある。

本発明の別の目的は、約１０ｎｍから１１０００ｎ又は
それ以上までの間の広い厚み範囲にわたって試料から薄
片を切断することができるミクロトームを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段１作用、効果〕本発明によ
れば、これらの目的及び他の目的は、下記のミクロトー
ム（特に超ミクロトーム）によって達成される。即ち１
本発明のミクロトームは。

基台手段と。

基台手段上に支持された刃ホルダと。

刃ホルダに支持された切断刃と。

基台手段に配設された保持手段と。

切断刃の方を向き且つ切断刃を通過するようになってい
る第１端部と、保持手段に支持される第２端部とを有す
る対象物支持体と。

対象物支持体の第１端部で試料対象物を保持するための
対象物クランプ手段と。

少なくとも１つの圧電機械的制御素子を備え。

対象物クランプ手段と切断刃との間の前進移動と、切断
厚み送り移動と、対象物クランプ手段と切断刃との間に
隙間を与えるための対象物クランプ手段と切断刃との間
の後退移動と、を生じさせるようになっている変位手段
と。

を備えたことを特徴とする。

この点において、上記圧電機械的制御素子は電気機械変
換器を備えており、この電気機械変換器は、それ自体公
知の圧電固体物性効果を利用して電気的信号即ち電気機
械変換器に印加される電圧を移動即ち電気機械的変換器
の寸法の変化に変換するものである。更に詳しくは、圧
電材料の物体が電界に晒されると、すなわち、電荷がそ
の表面に与えられると、その幾何学的寸法の変化が生じ
ることは公知である。これは１例えば圧電材料の物体に
電圧を与えることによって行われる。その幾何学的寸法
変化が生じたとき、その物体に供給された電気的エネル
ギの一部が圧電材料物体の弾性変化に変換される。圧電
材料は例えば予め分極化されたジルコン酸鉛−酸化チタ
ン・セラミックスを含有する。前分極化処理は強誘電性
材料から圧電材料を作るために必要とされる。

円筒体の形態の圧電機械的制御素子は公知であり、その
外径は約１２關であり、その長さは１０　ｍｎから　１
４０　＋ｕまでの間であり、　　５００Ｖの作動電圧で
５μｍから　１５０μｌまでの間の長さ変化を生じる。

例えば２００μｌまでの大きな調整移動でさえも、大き
な寸法の同様の圧電機械的側！ｌｌ素子で達成可能であ
る。

以下の利点は斯かる性質の圧電機械的制御素子によって
達成され得る。

一該制御素子は高いレベルの静荷重が加わったときでも
損傷することなく位置を保つ。

−該制御素子は位置決め作動を行うときの調整に関して
ほぼ無制限の感度を有する。

−該制御素子はμＳ８Ｃ台の短い応答時間ををする。

−該制御素子はいわば静的作動モードでの振動のない移
動を与える。

一該制御素子は磨耗しない。

本発明による変位手段のための少なくとも１つの圧電機
械的制御素子は、特に１０ｎ１から１１０００ｎまでの
切断厚み範囲を有する超ミクロトームにおいて必要とさ
れる高い精度レベルを与えるとともに、ミクロトームの
機械的構造の相当の簡素化を可能にする。この点は特に
超ミクロトームにおいて重要である。例えば、ただ１つ
の圧電機械的側ｇａ素子で切断厚み送り移動と連係する
前進移動と後退移動とを生じさせることができる。後退
移動は前進及び切断厚み送りの移動よりも小さいので、
前進及び切断厚み送りの移動を生じさせるために変位手
段の圧電機械的制御素子に加えられる電圧は、切断厚み
送り移動に対応した量だけ後退移動の実行に必要な電圧
よりも大きくなければならない。このことは、電圧がい
つも圧電機械的制御素子に加えられることと、それ数制
御素子がいつも機械的圧力を受けることを意味する。斯
かる構成は電気的又は電子的作動装置を使用することに
よって容易に達成することができる。変位手段が少なく
とも１つの圧電機械的制御素子を有している本発明によ
るミクロトーム及び特に超ミクロトームにおいては、切
断刃又は薄片を切断すべき試料を支持する対象物クラン
プ手段の大まかな調整を行うために、少なくとも１つの
圧電機械的制御素子によって行われる変位の範囲が不足
する場合にのみ１機械的粗大調整装置を設けることが必
要になる。

〔発明のさらに詳細な特徴〕 本発明のさらに詳細な特徴を従属請求項に挙げる。

本発明のさらに好ましい特徴によれば、少なくとも１つ
の圧電機械的制御素子を備えた変位手段が前進移動と、
切断厚み送り移動と、後退移動とを行うために設けられ
得る（請求項１）。その場合、この目的に従い、少なく
とも１つの圧電機械的制御素子が空間内で前述した第１
方向に生じる全ての移動のために設けられる。

本発明の他の特徴によれば、ミクロトームは。

前進移動及び切断厚み送り移動を行うための少なくとも
１つの圧電機械的制御素子と後退移動を行うための少な
くとも１つの圧電機械的制御素子とをそれぞれ備えた各
々の変位手段を有し得る（請求項２，３）。

更に、ミクロトームは、前進移動のみ、又は。

切断厚み送り移動のみ、又は後退移動のみ行うための少
なくとも１つの圧電機械的制御素子を備えた変位手段を
有し得る。この場合、変位手段によっては行われない他
の移動は何らかの他の方法で行われる。

本発明の別の好ましい特徴によれば、１つの又は各変位
手段は直列状態に配置された複数個の圧電機械的制御素
子を備え得る（請求項５）。このような一連の圧電機械
的制御素子は、比較的低い作動電圧で比較的大きな長さ
変化を達成することを可能にする。斯かる構成の変位手
段は２通常そうであるように圧力荷重を受けるような方
法で使用される限り高い圧力荷重に耐えることができる
。このような変位手段の引張り荷重支持能力は比較的低
いので、これら変位手段は一般に引張り荷重を受けるよ
うな方法では作動されない。

本発明の別の特徴において、切断刃と薄片を切り取るべ
き試料を保持する対象物クランプ手段との間隔を調整す
るための変位手段は対象物支持体に配置し得る（請求項
６）。このようなミクロトームの構成においては、少な
くとも１つの圧電機械的制御素子を有する変位手段の長
さ変化は切断刃と対象物クランプ手段との間隔を調整す
るために直接用いられる。所望の場合、圧電機械的制御
素子を備えた変位手段の長さ変化と、切断刃と対象物ク
ランプ手段との間隔との間の逓増関係又は逓減関係とを
生じさせるために、切断刃と対象物クランプ手段との間
隔を変化させるための変位手段はその端部によってミク
ロトームの基台構造物」二に移動可能に設けられたレバ
ー（てこ）即ちレバー要素に係合され得る。この場合、
そのレバー要素には対象物支持体が支持され、変位手段
の他端は基台構造物に作動的に係合される（請求項７）
。このような構成において、対象物支持体がレバー要素
に装着される位置と、レバー要素が基台構造物に移動可
能に装着される位置と、変位手段の第１端部がレバー要
素に係合する位置とが互いに間隔を隔てることがレバー
逓増又は逓減関係を生じさせる上で有益である（ｍ求項
８）。それ故、対象物支持体がレバー要素に装着される
位置と、レバー要素が基台構造物に移動可能に装着され
る位置と、変位手段の第１端部がレバー要素に係合する
位置との適切な配置によって如何なる逓増又は逓減関係
をも生じさせることができる（請求項９．１０）。斯か
る方法により１作動電圧とそれによって生ぜしめられる
長さ変化との間に所定の相互関係を備えた変位手段によ
って、約１０ｎｍと１１０００ｎとの間で所望の切断厚
み範囲を得ることができる。

本発明の別の特徴において、切断刃と薄片を切断すべき
試料を保持する対象物クランプ手段との間隔を変化させ
るための変位手段は、その第１端部によって基台構造物
上に移動可能に装着された刃ホルダに係合し、変位手段
の第２端部は基台構造物に係合する（請求項１１）。こ
のようなミクロトーム構造によれば、固定切断刃に対し
て対象物クランプ手段が変位されるのではなく、実質的
に固定状態の対象物クランプ手段に対して切断刃が変位
されることとなる。それら２つの変位態様を組み合わせ
ること、すなわち、対象物クランプ手段及び切断刃の相
対関係を変化させるために対象物クランプ手段と切断刃
との双方を変位可能にし得ることとなる。

切断刃が変位手段によって変位可能であるミクロトーム
においては、刃ホルダが基台構造物に移動可能に装着さ
れる位置と刃ホルダの移動を生じさせるための変位手段
の第１端部の係合位置とが互いに間隔を隔てており、レ
バー逓増又は逓減効果を生じさせる（請求項１２）。こ
のようなミクロトーム構造においては、更に、所望の如
何なる切断厚み範囲もミクロトームに使用される変位手
段を問わずに設定可能であり、また、その厚み範囲で薄
片を切断するための精密な作動を行うことができる。

基台構造物は基台構造物を第１部分と第２部分とに分け
る枢支部をその横断方向に備えることができ、この場合
、切断刃を支持する刃ホルダは第１部分に配置され、対
象物支持体は第２部分に配置される（請求項１３）。基
台構造物の第１及び第２部分の相互枢動を生じさせるた
めの変位手段は該変位手段の第１端部によって基台構造
物の第１部分に係合し、変位手段はその第２端部で基台
構造物の第２部分に係合する。このような構造において
は、薄片を切り取るべき試料を支持する対象物クランプ
手段を備えた対象物支持体と切断刃とが１前進及び切断
厚み送りの移動並びに後退移動を含む相互対応移動を同
時に行う（請求項１５゜１６）。切断移動及び該切断移
動に対して反対方向の戻り移動は適当な駆動装置又は重
力の作用によって行われる。

前記基台手段にはその横断方向に枢支部が備えられ、該
枢支部によって基台手段が該枢支部の周りに互いに枢動
可能な第１部分と第２部分とに分けられ、前記刃ホルダ
が前記基台手段の前記第１部分上に配置される（請求項
１７）。これにより第１、第２部分間の相対的駆動によ
り切断刃と対象物支持体との間の相対的位置を変化させ
る。

本発明の他の目的、特徴及び利点は以下の好ましい実施
例の説明から明らかになるであろう。

〔実施例〕

はじめに第１図を参照すると、同図には超ミクロトーム
１０の側面図が示されており、この超ミクロトームは、
居合構造物１２と、この基台構造物１２の第１図中右端
側で基台構造物１２上に配置された保持手段１４と、基
台構造物１２の第１図中左側で基台構造物１２上に配置
された刃ホルダ■６とを備えている。刃ホルダ１６は、
それ故、保持手段１４から間隔を隔てて配置されている
。

刃ホルダ１Ｇには符号２０で示された刃先を有する切断
刃１８が固定されている。保持手段１４には細長い対象
物支持体２２が設けられている。保持手段１４から遠く
離れている対象物支持体２２の端部において、対象物支
持体２２は、符号２６で示された対象物即ち試料を保持
して把持するための対象物クランプ手段２４を有してお
り、この対象物クランプ手段から薄片が切断刃１８によ
って切断される。第１図に示す超ミクロトーム１０にお
いて、対象物支持体２２は、符号２８で図式的に示され
た装着装置によって保持手段１４上に設けられ、これに
より、対象物支持体２２が装着装置２８の周りに枢動可
能となっている。

第２図を参照すると、装着装置２８の周りに枢動してい
る間、対象物クランプ手段２４を備えた対象物支持体２
２は矢印３０で示された切断移動を行い。

この移動により、薄片を切断すべき試料２６が（′す断
力１８の刃先２０を通過するように移動されて必要とさ
れる薄片が切断される。人印３０は湾曲した輪郭線に沿
っており、その湾曲の中心点は第１図に示す装着装置２
８に一致１．ている。矢印３０で示す切断移動が行われ
た後、対象物支持体２２は、第２図中矢印３２で示す後
退移動を行い、この後退移動は切断移動に対しほぼ垂直
な方向にある。試料２６を切断刃１８から更に遠ざける
ように移動させろ後退移動に引き続いて、第２図中矢印
３４で示す戻り移動が行われ、この戻り移動は切断移動
３０に対し反対方向であるがほぼ平行である。切断移動
３０と同様に、移動３４も僅かに湾曲した線に沿ってい
る。矢印３４で示す戻り移動が行われた後、対象物支持
体は、矢印３Ｂで示された矢印３４に対しほぼ垂直な前
進移動を行う。その前進移動によって、対象物支持体２
２とそれに支持された試料２Ｂが所定位置まで戻り、そ
の所定位置で開始される移動サイクルの開始直後に矢印
３８で示す切断厚み送り移動が行われ、この移動により
、試料２６は、該試料２６から切り取られるべき薄片の
厚みに対応した量だけ、切断刃１８に近づくよ−うに移
動される。したがって２切断厚み送り移動が行われた後
、ミクロトームは再び破線矢印３０′で示す切断移動を
行う、その第２番目の切断移動３０′の後に１次の後退
移動３２′と、この後退移動に対しほぼ垂直な次の戻り
移動３４′　と２次の前進移動３６′が引き続いて行わ
れ。

その後１次の切断厚み送り移動３８′が行われる。

装置の巡回的ステップ運動に含まれる連続したステップ
移動を判り易く示すために、破線矢印は第２図に実践で
示された矢印に対し第２図中側方に変位されている。薄
片は各切断移動３０．３０’等の間に試料２６から切り
取られる。すなわち、対象物支持体２２が矢印３０．３
０’等で示される切断移動を行う間に、薄片は切断刃１
８の刃先２０との協働によって試料２６から薄く切り取
られる。第２図から明らかなように、切断移動３０及び
戻り移動３４は同一振幅であり、後退移動３２及び前進
移動３６についても同様である。一連の切断動作を実行
する間に作製される薄片の厚みの変動を防止するために
。

各状況においてそれら振幅は一定とされる。例えば矢印
３０で示された切断移動の後に、後退移動３２は、切断
刃１７から試料を遠ざけるように行われ。

その結果、試料２６は、切断刃１８から間隔を隔てて該
切断刃１８を通過することにより、第２図中上側開始位
置まで復帰可能であり、これにより、その後、すなわち
矢印３８又は矢印３８′で示す切断厚み送り移動の後に
、試料２Ｇを備えた対象物支持体２２は矢印３０又は矢
印３０′　に対応する更なる切断移動を行うことができ
る。

第２図に示す巡回的ステップ移動を構成するシーケンス
移動において、前進移動３６．切断厚み送り移動３８及
び後退移動３２は第１図中符号４０で概略的に示された
変位手段によって作り出され、この変位手段は少なくと
も１つの圧電機械的制御乃至調整素子４２を備えている
。第１図は連続的な直接接続形式に配置された複数個の
このような圧電機械的制御素子４２を示している。制御
素子４２はそれ故多層形態に結合されて積層体又はパッ
クを構成している。その形態の変位手段４０は符号４４
で図式的に示された２つの接続要素を有しており。

これら接続要素は電子回路装置４６に接続されている。

電子回路装置４６には第１図中参照数字４８で示された
電源回路網から電力が供給される。電子回路装置４６は
圧電機械的変位手段４０に接続要素４４・を介して第１
振幅の電圧及び第２振幅の電圧を供給するように設けら
れている。第１振幅の電圧は第２図に示す後退移動３２
を生じさせ、第２振幅の電圧は第２図に示す前進移動３
Ｂ及び切断厚み送り移動３８を生じさせる。

第１図において、参照数字５０は駆動装置を図式的に示
しており、この駆動装置は、対象物支持体２２を装着装
置２８の周りに上方に枢動させることにより対象物支持
体２２に第２図中矢印３４で示された戻り移動を行わせ
るために、超ミクロトーム１０に設けられている。対象
物支持体２２が前進移動３６及び切断厚み送り移動３８
を行った後に、持上げ位置にあるときに、対象物支持体
２２は駆動装置５０から解放されて１重力の影響下で下
方に枢動することにより、切断移動３０を行う。超ミク
ロトーム１０は１個々の移動が互いに適切に調和され整
合されるように、第２図に示す巡回的ステップ運動の移
動を行うことができるので、駆動装置５０は電子回路装
置４Ｇに対し適切に接続されねばならない。゛その接続
は、電子回路装置４６と駆動装置５０との間において、
第１図中接続線５２で図式的に示されている。

第１図において、圧電機械的変位手段４０は、切断刃１
８に対して対象物クランプ手段２４を変位させることに
より、切断刃１８と対象物クランプ手段２４及びそれに
付随した試料２Ｂとの間の間隔を変化させるために、対
象物支持体２２に対し作動的結合関係にある。

次に１本発明による超ミクロトームｌＯの第２実施例を
示す第３図を参照すると、この超ミクロトームは符号１
２で示す基台構造物を備えており。

この基台構造物上には、第１図の実施例におけるような
刃ホルダ１６や保持手段１４だけでなく、レバー即ちレ
バー要素５４も支持されている。レバ要素５４は、符号
５６で図式的に示された別の装着装置によって基台構造
物１２に枢着され、装着装置５６は例えば少なくとも１
つの板ばね、ボール、ロラ等構成部材とすることができ
る。第３図では第１図中の構成部品と同様の構成部品を
示すための同一の？照数字が用いられているので、それ
ら構成部品の全てに一ついて再度詳細に説明する必要は
ない。同様の理由で、第３図では、第１図に符号４６で
示された電子回路装置及び第１図に符号５０Ｔ示された
駆動装置は示されていないが、それらの装置は第３図に
示された超ミクロトームｌＯに設けられている。

第３図に示す実施例は、更に詳しくは、圧電機械的変位
手段４０が対象物支持体２２には設けられておらず、保
持手段１４とレバー要素５４との間に設置プられている
点で、第１図の実施例とは異なっている。この場合、ま
た、変位手段４０は、比較的小さな作動電圧で変位手段
４０に比較的大きな寸法変化が生じるように、積層状態
又は配列状態の圧電機械的制御素子４２を備えている。

符号５８で示された変位手段４０の一方の第１端部はレ
バー要素５４に係合しており、変位手段４０の他方の第
２端部６０は保持手段１４に係合している。対象物支持
体２２はその装置装置２８によって装着箇所６１でレバ
ー要素５４七に装着されており、この装着位置は、変位
手段４（）の第１端部５８との比較において、レバー要
素５４ヲ・基台構造物１２に装着させる装着袋（ｔ５６
から異なる半径間隔で配置されている。斯かる配置構成
はレバー逓増比効果をもたらすことにより、変位手段４
０の有効長さの所定量の増大によって第２図に示す前進
移動３Ｂ及び切断厚み送り移動３８が生じ、モの全振幅
が変位手段４０の長さの増大よりも大あくなる。変位手
段４０をレバー要素５４と保持手段１４．’−の間に適
切に配置することにより、第３図に；；４′Ｘされｊニ
レパー逓増比効果の代わ番′１に、容易に１．ツバ逓減
比効果を生じさせることができる。逓増比効果又は逓減
比効果の選択は使用される変位手段４（１及び超ミクロ
トーム１０の所望の切断ｊ９み範囲に依存する。

次に第４図を参照すると１図示赳イミクロトームの配置
形態は、符号５４で示されたレバー要素が第３図中符号
５６で示された装着装置によって基台構造物１２にに枢
着されてはおらず、その代わりに。

超ミクロトームｌＯの保持手段１４に枢着されている点
で、第３図の実施例とは異なっている。保持手段１４上
にレバー要素５４を装着する装着装置は第４図において
符号５６で示されている。

第４図の実施例において、配列状態又は積層状態の圧電
機械的制御素子４２を備えた圧電機械的変位手段４０は
、レバー要素５４の第４図中下端部と基台構造物１２か
ら上方に突出した突出部６２との間に配置されている。

装着装置５６と、装着装置２８と。

変位手段４０の第１端部５８がレバー５４に係合する位
置との相対位置から判るように、この実施例の形態にお
いても、変位手段４０の長さの変化と、第２図に示され
た前進及び切断厚み送り移動３６．３８又は後退移動３
２との間に逓増比効果又は逓減比効果を生じさせること
ができる。

変位手段４０の作動を制御するための電子回路装置４６
と、第２図にそれぞれ符号３０．３４で示された切断移
動及び戻り移動を行うための駆動装置５０．ヒが、簡略
化の目的で第４図から削除されているが、このような装
置は第４図の超ミクロトームに設けられている。

第５図を参照すると７図式的に示されている超ミクロト
ーム１０においては、第３図及び第４図の実施例とは異
なり、板機械的変位手段４０は対象物支持体２２とは平
行に配置されておらず、それにλ・Ｉして垂直に配置さ
れている。積層状態又は配列状態で隣接している圧電機
械的制御素子４２からなる変位手段４０は、その第１端
部５８で１ツバ−要素５４に当接し、その第２端部６０
で超ミクロトームｌＯの基台構造物１２に当接している
。第３図に示された実施例と同様に、レバー要素５４は
装着装置５６によって基台構造物１２上に枢着されてい
る。装着装置５６は例えば少なくとも１つの板ばね、ボ
ール、ローラ等とすることができる。この実施例は更に
、変位手段４０の有効長さの変化によって適切な前進移
動３６及び切断厚み送り移動３８が生じるように、レバ
ー逓増比効果又は逓減比効果を生じさせる。更に、切断
刃１８を支持する刃ホルダ１６も第５図の実施例におい
て基台構造物１２上に配置されている。

対象物支持体２２は、薄片が切り取られるべき試料２６
を強く把持するための対象物クランプ手段２４を備えて
いる。対象物支持体２２は符号２８で示された装着装置
によってレバー要素５４上に設けられている。

第１図及び第３図から第５図までの実施例に示された超
ミクロトーム１０の場合、前進移動３６と切断厚み送り
移動３８と後退移動３２は、基台構造物１２上に実質的
に固定配置された切断刃１８に対する対象物支持体２２
及び対象物クランプ手段２４の移動によって行われる。

それらの構成において、圧電機械的変位手段４０の２つ
の端部５８．　Ｇｏは、圧電機械的制御素子が圧力荷重
を受けるが引張り荷重を受けないように配置されている
。

次に、全体的に符号１０で示された超ミクロトームの別
の実権例を示す第６図を参照すると、この超ミクロトー
ムは第３図に示された実施例と多少類似しているが、レ
バー要素５４が基台構造物１２上に対し装着装置５６の
周りに枢着されてはおらず。

第６図中符号６４で図式的に示された直線的案内手段に
沿って基台構造物１２上で直線的に移動可能な点で、第
３図の実施例とは異なっている。基台構造物１２に対す
るレバー要素５４の直線移動、並びに、切断刃Ｉ８及び
その刃先２Ｄに対する対象物支持体２２の直線移動は第
６図において双頭の矢印６５によって図式的に示されて
いる。直線的案内手段６４は基台構造物１２から遠ざか
るように突出する板ばね、公知の滑動案内構造、ボール
軌道或いは他の適切な直線ガイドとすることができる。

このような構造形態において、一連の圧電機械的制御素
子からなる変位手段４ｏの第１及び第２端部５Ｂ、　８
０間の寸法の如何なる変化であっても、対象物クランプ
手段２４を備えた対象物支持体２２及びそれに支持され
た試料の該変化に対応する移動に正確に変換されること
となる。この実施例において、更に。

対象物支持体２２は装着装置２８によってレバー要素５
４上に枢着されており、これにより、対象物支持体２２
は、第２図にそれぞれ符号３０．３４で示された切断移
動及び戻り移動を行うことができる。第１図にブロック
の形態で示された駆動装置５０及び電子回路装置４６は
第６図には示されていないが、第６図の超ミクロトーム
はこれら装置を具備している。

第７図は超ミクロトーム１０の更に別の実施例の図式的
側面図を示しており、この超ミクロトームは、第２図に
それぞれ符号３２．３ｆｉ、　３ｇで示された後退移動
、前進移動及び切断厚み送り移動を生じさせるために、
切断刃１８に対して対象物クランプ手段２４が変位され
るのではなく、対象物クランプ手段２４に対して切断刃
１８が変位される点で、上述した実施例とは異なってい
る。

切断刃１８の移動は、積層状態又は配列状態で隣接した
圧電機械的制御素子４２からなる圧電機械的変位手段４
０によって行われる。変位手段４０は、第７図において
符号５８で示されたその上端部が刃ホルダ１６を作動的
に支持し、また、第７図において符号６０で示されたそ
の第２の下端部が基台構造物１２の一部に対して当接す
るような形態で配置されている。第７図の実施例におい
て、変位手段４ａは基台構造物１２内の凹所６６内に受
容されており、凹所６Ｇは基台構造物１２のほぼ長平方
向に延びた細長い溝６８に連通している。第７図中右方
にある溝６８の端は超ミクロトームｌＯの゛基台構造物
１２土に刃ホルダ１６を枢着させるための位置７０を画
成している。したがって、刃ホルダ１Ｇとそれに支持さ
れた切断刃Ｉ８が変位手段４０の制御の下で位置７ｏの
周りに枢動可能となる。第２図に大きく拡大されて示さ
れているように、変位手段４０の長さの増大によって前
進移動３６及び切断厚み送り移動３８が生じ、変位手段
４０の長さの減少によって後退移動３２が生じる。

第７図の実施例において、対象物支持体２２は装着装置
２Ｂによって保持手段１４上に設けられており、保持手
段１４は基台構造物１２上に堅固に接続されている。し
たがって、対象物クランプ手段２４を備えた対象物支持
体２２は、第２図にそれぞれ符号３Ｇ、　３８．３２で
示された前進移動、切断厚み送り移動及び後退移動を生
じさせるために基台構造物１２に対して変位可能とされ
てはいない。

第７図の実施例においても圧電機械的変位手段４０が多
かれ少なかれ圧力荷重を受けることとなる。

第８図は本発明による超ミクロトーム１０の別の実施例
を示しており、この実施例においては、積層状態又は配
列状態の隣接圧電機械的制御素子４２を備えた圧電機械
的変位手段４０が基台構造物１２の第８図中左端から上
方に突出している突出部６２と切断刃１８のための刃ホ
ルダ１６との間に配置されている。刃ホルダ１６は第２
の装着装置７２によって基台構造物１２上に回動可能に
設けられており、装着装置７２は少なくとも１つの板ば
ね、ボール、ローラ等を備えたものとすることができる
。圧電機械的変位手段４０の長さの変化はそれ故前進移
動３６゜切断厚み送り移動３８及び後退移動３２を生じ
させる。

第８図の実施例において、対象物クランプ手段２４を備
えた対象物支持体２２は装着装置２８によって保持手段
１４上に枢動可能に設けられている。保持手段１４は基
台構造物１２上に固定配置されている。

更に、第７図及び第８図は第１図に示された駆動装置５
０及び電子回路装置４６を示していない。

次に第９図を参照すると、同図には超ミクロトーム１０
の別の実施例が図式的に示されており。

この実施例は第８図に示された実施例と多少似ているが
、刃ホルダ１６が装着装置７２によって基台構造物１２
上に枢動可能に設けられてはおらず、その代わりに、刃
先１８を備えた刃ホルダ１６が直線的案内構造６４によ
って基台構造物１２に対し、また。

それ故対象物クランプ手段２４に対して直線的に変位可
能とされている点で、第８図の実施例とは異なっている
。その直線移動は第９図において双頭の矢印６５で示さ
れている。同一の構成要素は第８図及び第９図において
同一の参照数字で識別されているので、それら全ての構
成要素について再度詳細に説明する必要はない。

第１Ｏ図は本発明による超ミクロトーム１０の別の実施
例を示してており、この実施例においては。

基台構造物１２が横断方向に符号７４で示された枢支部
を備えている。この枢支部７４は基台構造物１２を第１
及び第２部分７６、７８に分けている。切断刃１８を備
えた刃ホルダ１６は基台構造物１２の第１部分７６上に
支持されており、対象物支持体２２を備えた保持手段１
４は基台構造物１２の第２部分７８上に配置されている
。対象物支持体２２は切断刃１８の方を向いている対象
物支持体２２の端部上に配置された対象物クランプ手段
２４を有している。対象物支持体２２の他方の第２端部
には装着装置２８が設けられており、この装着装置２８
によって対象物支持体２２は保持手段１４上に枢着され
ている。基台構造物１２の２つの部分７８．７８の間に
形成された適切な凹所８０内において、基台構造物１２
の２つの部分７８．７８の間には、積層状態又は配列状
態の圧電機械的制御素子４２からなる圧電機械的変位手
段４０が配置されている。第１０図の構造において、圧
電機械的変位手段４０もまた基台構造物１２の隣接部分
７６、７８上における凹所８０のそれぞれの端面と協働
する該変位手段４０の端部５ｇ、　Ｈによって圧力荷重
を受ける。したがって、変位手段４０の長さの増大によ
り基台構造物１２の第１及び第２部分が枢支部７４の周
りに回動することとなり、それ故、前進移動３６及び切
断厚み送り移動３８が生じることとなる。したがって、
変位手段４０の長さの減少により、第２図に符号３２で
示された後退移動が生じることとなる。

この点に関して、変位手段４０の長さの減少ということ
ばは、変位手段かが休止状態にあって電圧を受けていな
いときの最初の状態に対して変位手段の長さが減少する
ことを意味するものではない。換言すれば、圧電機械的
変位手段４０は、その休止状態、すなわち、所定の第１
振幅の電圧が変位手段４０に与えられたときの変位手段
４０の長さ即ち標桑長さの状態からはじまり、該変位手
段４０が所定の第２振幅の電圧を受けているときにその
長さが増大し、一方、変位手段４０はその長さが既に増
大した状態から減少する。換言すれば、第１の高い電圧
が変位手段４０の長さを増大させるために変位手段４０
に印加され、その後、変位手段の長さを減少させるため
に、該第１電圧よりも低い同一極性の電圧が変位手段４
０に印加される。すなわぢ、超ミクロトーム１０の如何
なる作動状態においても、圧電機械的変位手段４０は、
電圧が印加されていない休止状態のときの標準長さより
も伸ばされる。斯かる長さの増大の大小は変位手段４０
に印加される電圧に依存する。すなわち、如何なる状態
においても、ミクロトームが第２図に符号３０で示され
た切断移動を行っているときは変位手段４０は圧力荷重
を受け、変位手段４０に与えられるその圧力は、第２図
に符号３４で示された戻り移動を行っている間に変位手
段に与えられる圧力よりも大きい。したがって、変位手
段４０は、装置が作動状態にあるときには常に大小の大
きさの圧力荷重による圧縮応力を生じている。

以上１本発明による超ミクロトームの上記実施例につい
て例示及び図示したが１本発明の精神及び範囲を逸脱す
ることなく上記実施例に種々の変更及び変形を加えるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は対象物支持体と協働する圧電機械的変位手段を
備えた本発明の一実施例に係る超ミクロトームの側面略
図 第２図は第１図の構成における対象物支持体上に配され
た対象物クランプ手段の切断刃に対する巡回的ステップ
移動の線図。 第３図、第４図及び第５図は、それぞれ、基台構造物上
に回動可能に配されて圧電機械的変位手段によって変位
可能なレバー要素を備えた本発明の一実施例に係る超ミ
クロトームの側面図。 第６図は、基台構造物上に回動可能に配されたものでは
なく、該基台構造物上で直線的に案内されたレバー要素
を備えた本発明の一実施例に係る超ミクロトームの側面
図。 第７図から第９図までは、それぞれ、対象物支持体では
なく刃ホルダが、前進移動と、切断厚み送り移動と、後
退移動とを生じさせるために適切゛こ配置されている本
発明の一実施例に係る超ミクロトームの側面図。 第１０図は、変位手段が切断刃を備えた刃ホルダと対象
物クランプ手段を備えた対象物支持体との双方が前進移
動、切断厚み送り移動及び後退移動を生じさせるために
移動可能な超ミクロトームの別の実施例の図式的側面図
。 を夫々示す。 符号の説明 １０：超ミクロトーム、１２：基台構造物。 １４：保持手段、１６：刃ホルダ。 １８：切断刃、２０：刃先。 ２２：対象物支持体。 ２４：対象物クランプ手段。 ２６：試料、２８：装着装置。 ３０；切断移動、３２：後退移動。 ３４：戻り移動、３６：前進移動。 ３８：切断厚み送り移動。 ４０：変位手段。 ４２：圧電機械的制御素子。 ４６：電子回路装置、５０：駆動装置。 ５４ニレバー要素、５６：装着装置。 ５８：変位手段の第１端部。 ６０：変位手段の第２端部。 ６２； ７０ニ ア４ニ ア６： ７８： 突出部、６４：直線的案内手段。 接続部、７２：装着装置。 接続部。 基台構造物の第１部分。 基台構造物の第２部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基台手段と、 基台手段上に支持された刃ホルダと、 刃ホルダに支持された切断刃と、 基台手段に配設された保持手段と、 切断刃の方を向き且つ切断刃を通過するようになってい
   る第１端部と、保持手段に支持される第２端部とを有す
   る対象物支持体と、 対象物支持体の第１端部で試料対象物を保持するための
   対象物クランプ手段と、 少なくとも１つの圧電機械的制御素子を備え、対象物ク
   ランプ手段と切断刃との間の前進移動と、切断厚み送り
   移動と、対象物クランプ手段と切断刃との間に隙間を与
   えるための対象物クランプ手段と切断刃との間の後退移
   動と、を生じさせるようになっている変位手段と、 を備えたミクロトーム。 ２、少なくとも１つの前記圧電機械的制御素子を備えて
   いる前記変位手段が前記前進移動、前記切断厚み送り移
   動及び前記後退移動を行うように作動可能である、請求
   項１に記載のミクロトーム。 ３、少なくとも１つの前記圧電機械的制御素子を備えて
   いる前記変位手段が前記前進移動及び前記切断厚み送り
   移動を行うように作動可能である。 請求項１に記載のミクロトーム。 ４、少なくとも１つの前記圧電機械的制御素子を備えて
   いる前記変位手段が前記後退移動を行うように作動可能
   である、請求項１に記載のミクロトーム。 ５、前記変位手段が互いに連続的な直接接続状態に配設
   された複数個の圧電機械的制御素子を備えている、請求
   項１に記載のミクロトーム。 ６、前記変位手段が前記対象物支持体に設けられていて
   、前記切断刃に対して前記対象物クランプ手段の位置を
   変化させるようになっている、請求項１に記載のミクロ
   トーム。 ７、前記保持手段が基台手段上に移動可能に装着された
   レバーを備え、該レバーには前記対象物支持体が装着位
   置で支持されており、更に、前記変位手段が、前記レバ
   ーと協働する第１端部と、前記基台手段に対して固定さ
   れた第２端部とを有することにより、前記切断刃に対し
   て前記対象物クランプ手段の位置を変化させるようにな
   っている、請求項１に記載のミクロトーム。 ８、前記対象物支持体が前記レバーに支持される前記装
   着位置と、前記レバーが前記基台構造物に移動可能に装
   着される位置と、前記変位手段の前記第１端部と前記レ
   バーとの間の協働位置とが、レバー関係効果を与えるた
   めに互いに間隔を隔てている、請求項７に記載のミクロ
   トーム。 ９、前記位置がレバー逓増関係効果を与えるように配置
   されている、請求項８に記載のミクロトーム。 １０、前記位置がレバー逓減関係効果を与えるように配
   置されている、請求項８に記載のミクロトーム。 １１、前記保持手段が更に前記基台手段に対し固定され
   た保持部を備え、前記レバーが前記保持部に対し間隔を
   隔てた状態で基台手段に移動可能に装着され、前記変位
   手段が前記レバーと前記保持部との間に作動的に配置さ
   れている、請求項７に記載のミクロトーム。 １２、前記保持手段が更に前記基台手段に対し固定され
   た保持部を備え、前記レバーが前記保持部に移動可能に
   連結され、前記基台手段が前記レバーから間隔を隔てた
   突起部を備え、前記変位手段が前記レバーと前記突起部
   との間に作動的に配置されている、請求項７に記載のミ
   クロトーム。 １３、前記刃ホルダが前記基台手段に移動可能に装着さ
   れており、更に、前記変位手段が、基台手段と協働する
   第１端部と、前記基台手段に対する前記刃ホルダの変位
   を生じさせることによって対象物クランプ手段に対する
   切断刃の位置を変化させるように作動可能な第２端部と
   を備えている、請求項１に記載のミクロトーム。 １４、前記刃ホルダが前記基台手段に移動可能に装着さ
   れる位置と、前記変位手段の前記第２端部の係合位置と
   が、レバー関係効果を与えるために互いに間隔を隔てて
   いる、請求項１３に記載のミクロトーム。 １５、前記位置が、レバー逓増関係効果を与える相互関
   係位置に配置されている、請求項１４に記載のミクロト
   ーム。 １６、前記位置が、レバー逓減関係効果を与える相互関
   係位置に配置されている、請求項１４に記載のミクロト
   ーム。 １７、前記基台手段にはその横断方向に枢支部が備えら
   れ、該枢支部によって基台手段が該枢支部の周りに互い
   に枢動可能な第１部分と第２部分とに分けられ、前記刃
   ホルダが前記基台手段の前記第１部分上に配置され、前
   記対象物支持体が前記第２部分上に配置され、更に、前
   記変位手段が、基台手段の第１及び第２部分に相対的枢
   動を生じさせることによって切断刃と対象物支持体との
   相対的位置を変化させるために、前記第１部分に係合す
   る第１端部と前記第２部分に係合する第２端部とを有し
   ている、請求項１に記載のミクロトーム。