JPH03138546A - ダイヤモンドミクロトームナイフおよびその製造方法 - 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〉 この発明は顕微鏡観察用試料作成等に際して使用するミ
クロトームナイフおよびその製造方法に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 従来のダイヤモンドミクロトームナイフは、まず好適な
原石を選定し、これを切断または研摩によって板状に加
工し、さらに研摩機で刃先を構成する２面を研摩してい
き、刃先角力４０〜６０°になるように、また刃先に欠
けが出ないようにして精密かつ鋭利な刃先を構成してい
る。

従って、従来のミクロトームナイフは刃先を構成する２
平面は何れも研摩によって仕上げられた面であった。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のような従来のダイヤモンドミクロトームナイフの
製造に当っては、刃先の仕上げ研摩の際に欠けを出さな
いようにするため、研摩盤の振れ、研摩材の粒度、ダイ
ヤモンドを研摩盤に接触させる時の衝撃、研摩圧の制御
などを極限的な条件とすることが必要であり、さらに熟
練した作業者が作業を行なっても１本のミクロトームナ
イフを完成させるのに数１０時間を要し、その製造費用
は極めて高くつ（という問題があった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明者は上記に鑑みて簡単にしてかつ低コストでダイ
ヤモンドミクロトームナイフを得るべく検討の結果、こ
の発明に至ったものであって、従来のダイヤモンドミク
ロトームナイフの製造方法とは異なって製造の最終工程
である仕上げ研摩を行なわずに劈開により極めて短時間
で目的とする鋭利な刃先を有するミクロトームナイフを
得るものである。

く作用〉 以下、この発明の詳細な説明する。

ダイヤモンド単結晶は（｜｜｜）面において平面的に劈
開する性質を有していることは広く知られている。

この発明はそのような性質をダイヤモンドミクロトーム
ナイフの製造に応用したものであり、これによって極め
て安価なダイヤモンドミクロトームナイフの製造を可能
にしたものである。

まず、加工するダイヤモンド原石は内部に欠陥、歪のな
い高品質のものを選定しなければならず、最も好適な原
石は窒素濃度が１１００ｐｐ以下に制御された高品質の
合成ダイヤモンド単結晶である。

この原石を第１図に示すようにミクロトームナイフにお
いて要求される所定の板状形態Ａに分断し、しかるのち
刃先とする稜線に平行に所定の角度、即ち点線ａで示す
ように研摩する。この研摩によって得られた研摩面Ｂは
最終的に劈開面とともに刃先を構成する面となるため、
−船釣には（｜｜｜）面から４０〜６０°傾いた結晶方
位をもつことが必要である。

即ち、この面の結晶方位の選定次第で刃先角が決定され
ることになる。

また、この面は最終的に良好な刃先を得るため十分に平
坦な状態に研摩してお（ことが必要である。

次に、第２図の板状形態Ａ′のダイヤモンドの線すで示
す部分に（｜｜｜）面と平行になるようにレーザー、イ
オンビーム、電子ビームの何れかを照射して表面に７字
状の溝を入れる。更にこの溝に楔を入れ、応力を作用さ
せることによって線すおよびＣに沿ってダイヤモンドを
劈開させ、目的とする鋭利な刃先を容易に得ることがで
きるのである。このとき溝すが（｜｜｜）面に対してど
れだけの誤差を持つかは、得られる刃先の状態に太き（
影響する重要な要素であり、１分以内の誤差であること
が望ましい。

理想的に劈開加工が行なわれた場合、その劈開面は極め
て平滑なものとなり、研摩によって仕上げられたミクロ
トームナイフの品質に匹敵するものである。

しかしながら、劈開が必ずしも理想的には行なわれず劈
開面に小さなステップが生じ、刃先の直線性が部分的に
損なわれたとしてもミクロトームナイフの使用時にその
部分を避けることで実用上大きな障害とはならない。

また、劈開の作用点として設ける溝は必ずしも細長い形
状である必要はなく、円錐状の穴であっても何ら差し支
えない。その際には必然的に前記の楔は針状のものが採
用される。

また、刃先を構成する２平面を共に劈開により作り出す
ことは経済的に最も好ましい方法である。しかしながら
、この場合には刃先角は幾何学的に７０．５°に決定さ
れてしまうため、−Ｍのミクロトームナイフとしては刃
先角が太き（なりすぎて用途が限定されてしまう。

〈実施例〉 以下、この発明を実施例により詳細に説明する。

実施例１ ０．５カラツト、窒素濃度４３ｐｐｍの合成ダイヤモン
ド単結晶を第１図に示す線ａで研摩して第２図に示す形
状Ａ′を作成し、刃先を構成する１面Ｂは研摩傷のない
状態にした。

次にＸ線方位測定装置を用いて他方の刃先構成面に相当
する（｜｜｜）面がＸ−ＹテーブルのＸ軸に平行になる
よう調整しながら前記のダイヤモンド研摩体Ａ′を試料
台に固定した。

次いでＸ−ＹテーブルをＸ軸方向に移動させながら所定
の位置（第２図のｂ）にレーザーを照射し、深さ０．３
ｍｍの７字溝を刻んだ。この溝に鋼製楔の先端を入れ、
油圧プレスで楔に圧力をかりていき、研摩体Ａ′のｂお
よびＣを劈開させることにより刃を作った。

刃先の欠けは長さ２ｍｍに亘って見当たらず、研摩によ
って作成したものと同等の性能を持つミクロトームナイ
フが得られた。

作業に要した時間は僅か１．７時間であった。

比較例 この発明の実施例と比較するため下記により従来法によ
るダイヤモンドミクロトームナイフの製造を行なった。

まず準備として０．５カラツトの最高品質の天然ダイヤ
モンドから２ｍｍ角、０．７ｍｍ厚の長方体を研摩機を
用いて作成した。

さらに刃先角が４５°になるように荒研摩を行ない、所
定のミクロトームナイフの形状に仕上げた。

研摩方法は鋳鉄円板表面に粒径２　ｐｍのダイヤモンド
パウダーを機械油とともに塗り、これを３０００ｒｐｍ
で回転させ、荷重２ｋｇでダイヤモンドを押しつけて行
なった。

次に、仕上げ研摩を行なうため、他の鋳鉄盤に粒径０．
３１１ｍのダイヤモンドパウダーを機械油と共に塗り、
この鋳鉄盤を１５００ｒｐｍで回転させた。

なお、この時鋳鉄盤の上下方向の振動は０．５μｍ以下
に押えるよう調整した。

ダイヤモンドの押しつけ圧力はバネと空気圧を釣り合う
ように調整し、常に５ｇの荷重がかかるようにし、前記
の荒研摩済みミクロトームナイフを静かに押しつけた。

このような方法により刃の長さ２ｍｍの欠けのないミク
ロトームナイフを得るまで３７時間もの研摩時間を要し
た。

実施例２ 第３図に示す形状Ａ−１に１カラツト、窒素濃度２６ｐ
ｐｍの合成ダイヤモンド単結晶を加工し、刃先の構成面
となるＣ、Ｄの研摩面を特に研摩傷のない状態に仕上げ
た。

尚、Ｃ，Ｄ面はともに（｜｜｜）面に対し４５６の角度
を持つ面方位を選択した。

次に、実施例１と同様Ｘ線方位測定装置とレーザーを用
いて第３図のｄ、　ｅ、　ｆの位置に溝を入れ、楔を圧
入して劈開を行なった。得られたダイヤモンド片Ａ−１
′を第４図に示すように線ｇの位置でレーザーで切断し
、計４ヶのミクロトームナイフを作成した。

なお、第４図におけるＥは刃先、Ｆは劈開によってでき
た（｜｜｜）刃先構成面である。

〈発明の効果〉 以上説明したように、従来のミクロトームナイフの製造
方法は仕上げ研摩時の刃先の欠けを押えるため非常に特
殊な研摩条件にて欠けが出なくなるまで研摩を続けてい
くという非効率的な加工方法であるため、完成したダイ
ヤモンドミクロトームナイフは非常に高価なものとなら
ざるを得なかったが、この発明の製造方法によれば、特
殊な研摩を行なうことな（、また作業者の熟練の度合い
に関係なく極めて安価にて優れたダイヤモンドミクロト
ームナイフを供給することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の１実施例で用いるダイヤモンド体
の形状を示す斜視図、第２図は第１図の形状のダイヤモ
ンド体の刃先構成面のうち１面が研摩された状態を示す
斜視図、第３図はこの発明の他の実施例で用いるダイヤ
モンド体の形状を示す斜視図、第４図は第３図のダイヤ
モンド体を劈開した状態の１例を示す斜視図である。 １ Ａ−１ ・・・ダイヤモンド体 Ｂ。 Ｃ１ Ｄ・・・研摩面 Ｅ・・・刃先 Ｆ・・・劈開による刃先構成面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダイヤモンドを用いたミクロトームナイフにおい
   て、刃先を構成するダイヤモンドの２平面のうち、少な
   くとも１平面が（｜｜｜）面であり、かつ該（｜｜｜）
   面が研摩加工を施さない劈開面であることを特徴とする
   ダイヤモンドミクロトームナイフ。
2. （２）ダイヤモンドが窒素濃度１００ｐｐｍ以下の合成
   ダイヤモンドであることを特徴とする請求項（１）記載
   のダイヤモンドミクロトームナイフ。
3. （３）ダイヤモンドを用いたミクロトームナイフにおい
   て、刃先を構成するダイヤモンドの２平面のうち少なく
   とも１平面を劈開によって作成し、研摩を施すことなく
   鋭利な刃先とすることを特徴とするダイヤモンドミクロ
   トームナイフの製造方法。
4. （４）ダイヤモンド結晶の表面にレーザー、イオンビー
   ム、電子ビームの何れかの手段にて溝または穴を作った
   のち、該溝または穴に応力を作用させて劈開を行なうこ
   とを特徴とする請求項３記載のダイヤモンドミクロトー
   ムナイフの製造方法。