JPH05149840A - マイクロマニピユレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被処理物を切断する際に被処理物が切断され
たことを正確に検出する。 【構成】 マイクロマニピュレータは、被処理物として
のサンプルシート１１を載置するための金属箔８と、サ
ンプルシート１１を切断するためのバイオカッター１５
と、切断検出手段としての制御部２１及び接触信号処理
部２２とを備えている。接触信号処理部２２は、バイオ
カッター１５と金属箔８とに接続され、バイオカッター
１５が金属箔８に接触したときにサンプルシート１１が
切断されたことを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロマニピュレー
タ、特に、被処理物を切断するための微小器具を備えた
マイクロマニピュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】高分子ポリマー，フィル
ム，磁気テープ，紙等のシート状の部材を製造する工程
で、微小異物がシート状部材に混入する場合がある。そ
のような場合、品質管理上の要求によって、異物が付着
した部分を顕微鏡下で切断して取り出し、異物をＦＴＩ
Ｒ（フーリエ変換赤外分光光度計）等で分析する必要が
ある。

【０００３】このようなシート状部材から異物を取り出
す装置及び方法としては、ミクロトームの使用，熟練者
の手作業，マイクロマニピュレータのカッターの使用等
が従来より知られている。ミクロトーム使用の場合は、
シート状部材が柔らかい場合に硬くする必要があり、複
雑な作業が必要になる。そのうえ、切断後の微小異物が
付着した切片を発見するのが困難な場合があり、実用に
は適さない。

【０００４】手作業の場合には、熟練者以外は作業が不
可能であり、熟練者であっても切片の切れ幅を十分に薄
くすることはできず、必要な微小異物のみを取り出すこ
とが困難である。マイクロマニピュレータのカッター使
用の場合は、カッターの刃先がシート状部材をどのくら
いまで切り込んだか肉眼観察で確認することが難しい。
そのため、カッターの刃先がシート状部材の下まで通っ
ていない場合には、切断が不完全になる。

【０００５】本発明の目的は、マイクロマニピュレータ
使用の場合において、被処理物を切断する際に被処理物
が切断されたことを正確に検出することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロマ
ニピュレータは、被処理物を載置するための載置台と、
被処理物を切断するための微小器具と、切断検出手段と
を備えている。切断検出手段は、微小器具と載置台とに
接続され、微小器具が載置台に接触したときに被処理物
が切断されたことを検出する手段である。

【０００７】

【作用】本発明に係るマイクロマニピュレータでは、微
小器具が載置台に載置された被処理物を切断する。微小
器具が被処理物を通過し載置台に接触したときには、被
処理物が切断されたことが切断検出手段により正確に検
出される。この検出結果に基づいて、微小器具を作動さ
せることにより、被処理物の切断が正確に行える。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例としてのマイクロ
マニピュレータの概略図である。図において、マイクロ
マニピュレータは、ベース１上に載置された顕微鏡２
と、顕微鏡２の側方に配置された駆動装置３と、顕微鏡
２及び駆動装置３を制御するための制御装置４とを有し
ている。

【０００９】顕微鏡２は、その中央部に回転ステージ５
を有している。回転ステージ５は、後述する制御部２１
（図５）により回転させられる。回転ステージ５には被
処理物が載置される試料台７が配置されている。図２に
詳細に示すように、試料台７上には薄い金属箔８が載置
されている。この金属箔８は、ねじ９により試料台７上
に固定されている。ねじ９の上部には電極１０が設けら
れている。金属箔８はねじ９を介して電極１０に電気的
に接続されており、また電極１０は接触信号処理部２２
（後述）に接続されている。金属箔８上には被処理物と
してのサンプルシート１１が載置されるようになってい
る。

【００１０】駆動装置３は、図１に示すようにベース１
上に載置されており、粗動部１２，１３と、粗動部１
２，１３の上部に取り付けられた微動部１４とを主とし
て有している。粗動部１２，１３は、図示しないステッ
ピングモータにより、ベース１に対して数１０μｍ単位
で垂直方向及び水平方向に移動し得る。微動部１４は、
電磁方式により、垂直方向及び水平方向に１μｍ以下の
単位の動きを行い得る。駆動部３は、制御部２１（後
述）により制御されるようになっている。

【００１１】微動部１４の顕微鏡２側端部には、微小器
具としてのバイオカッター１５がアーム１６を介して取
り付けられている。バイオカッター１５とアーム１６の
間には絶縁体１７が配置されており、バイオカッター１
５の刃は制御装置４内の接触信号処理部２２（後述）に
接続されている。顕微鏡２の上部には、テレビカメラ６
が配置されている。テレビカメラ６からの映像情報信号
は、制御部２１に送られるようになっている（後述）。

【００１２】制御装置４は、ＣＲＴ１８と、操作パネル
１９と、制御ユニット２０とを主に有している。制御ユ
ニット２０内には、図５に示すように、ＣＰＵ，ＲＯ
Ｍ，ＲＡＭ等からなる制御部２１を有するマイクロコン
ピュータが設けられている。制御部２１には、操作パネ
ル１９と、テレビカメラ６と、接触信号処理部２２とが
接続されている。さらに、制御部２１には、駆動部３
と、回転ステージ５と、ＣＲＴ１８とが接続されてい
る。なお、接触信号処理部２２は、金属箔８とバイオカ
ッター１５とが接触して電気的に導通したときに、制御
部２１に接触信号が送られる構成となっている。

【００１３】次に、図６〜図８に示す制御フローチャー
トにしたがって、上述の実施例の動作を説明する。プロ
グラムがスタートすると、ステップＳ１で、回転ステー
ジ５や駆動装置３を初期位置に設定する等の初期設定が
行われる。初期設定が済めばステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、通常モードの指定がなされたか否か
を判断する。通常モードであれば、ステップＳ３に移行
し通常動作サブルーチンを実行する。ステップＳ２で通
常モードでないと判断したときには、ステップＳ４に移
行する。ステップＳ４では、切断モードか否かを判断す
る。切断モードであれば、ステップＳ５に移行して切断
動作サブルーチンを実行する。ステップＳ４で切断モー
ドでないと判断したときには、ステップＳ６に移行して
その他の処理を行う。ステップＳ６での処理が済めば、
ステップＳ２に戻る。

【００１４】図７を用いて、ステップＳ５における切断
動作サブルーチンを説明する。ステップＳ７では、異物
Ａが含まれたサンプルシート１１を切断するための条件
が操作者により操作パネル１９を介して設定される。こ
こでは、切り出される切片の長さＬは数十μｍ〜１ｍｍ
の範囲内で設定され、幅Ｗは通常１０数μｍ〜数１００
μｍの範囲内で設定される。ステップＳ８では、操作者
により操作パネル１９のジョイスティックを用いてバイ
オカッター１５が切断開始位置に配置される。ステップ
Ｓ９では、操作パネル１９のスタートスイッチが押され
るのを待つ。

【００１５】操作者がスタートスイッチが押すと、ステ
ップＳ１０に移行し、バイオカッター１５の下降を開始
する。ステップＳ１１では、バイオカッターの刃先がサ
ンプルシート１１を通過して金属箔８に接触するのを待
つ。バイオカッター１５が金属箔８に接触すると両者が
電気的に導通し、その結果接触信号処理部２１から接触
信号が制御部２１に送られる。その接触信号に応じて、
ステップＳ１２に移行し、バイオカッター１５の下降を
停止させる。

【００１６】ステップＳ１３では、図８に示す水平移動
サブルーチンを実行する。図８のステップＳ３２では、
バイオカッター１５を横方向に、この場合は図１の左右
方向に微小移動させる。ステップＳ３３では、接触信号
処理部２１からの信号に基づいてバイオカッター１５が
金属箔８に接触しているか否かを判断する。接触してい
ない場合は、ステップＳ３５に移行し、バイオカッター
１５の下降を開始する。ステップＳ３６では、接触信号
処理部２１からの信号に基づいて、バイオカッター１５
と金属箔８が接触するのを待つ。両者が接触すれば、ス
テップＳ３７でバイオカッター１５の下降を停止し、ス
テップＳ３２に戻る。

【００１７】ステップＳ３３で接触している場合には、
ステップＳ３４に移行し、ステップＳ７で設定された切
断の終点に達したか否かを判断する。終点に達していな
い場合は、ステップＳ３２に戻る。終点に達している場
合には水平移動サブルーチンを終え、図７のステップＳ
１４に戻る。以上のステップＳ１３のサブルーチンにお
いて、図３に示す切断線Ｂの１本が形成されたことにな
る。

【００１８】ステップＳ１４では、バイオカッター１５
を上昇させ、距離Ｌだけ平行移動させる。ステップＳ１
５では、バイオカッター１５の下降を開始する。ステッ
プＳ１６では接触信号処理部２２からの接触信号に基づ
き、バイオカッター１５が金属箔８に接触するのを待
つ。両者が接触すると、ステップＳ１７に移行し、バイ
オカッター１５の水平移動サブルーチン（図８）を実行
する。このステップＳ１７において、もう一方の切断線
Ｂが形成される（図３）。ステップＳ１８では、バイオ
カッター１５を上昇させる。

【００１９】ステップＳ１９に移行すると、回転ステー
ジ５を９０°回転させる。ステップＳ２０では、操作者
により操作パネル１９のジョイスティックを用いて切断
開始位置にバイオカッター１５が配置される。ステップ
Ｓ２１では操作パネル１９の切断開始スイッチが押され
るのを待つ。操作者により切断開始スイッチが押される
と、ステップＳ２２に移行し、バイオカッター１５の下
降を開始する。ステップＳ２３では、接触信号処理部２
２からの接触信号に基づき、バイオカッター１５と金属
箔８とが接触するのを待つ。両者が接触すると、ステッ
プＳ２４に移行してバイオカッター１５の下降を停止さ
せる。ステップＳ２５では、図８の水平移動サブルーチ
ンを行う。この結果、図３に一点鎖線で示される幅切断
線Ｃの１本が形成されたことになる。

【００２０】ステップＳ２６に移行すると、バイオカッ
ター１５を上昇させ、距離Ｗだけ平行移動させる。ステ
ップＳ２７では、バイオカッター１５の下降を開始す
る。ステップＳ２８では、バイオカッター１５と金属箔
８が接触するのを待つ。両者が接触すると、ステップＳ
２９ではバイオカッター１５の下降を停止する。ステッ
プＳ３０に移行すると、図８の水平移動サブルーチンを
実行する。この結果、切断線Ｃの残りの１本が形成さ
れ、図４に示すようなシート切片１１ａが切り出され
る。ステップＳ３１では、バイオカッター１５を上昇さ
せ、その後に図６のメインルーチンに戻る。

【００２１】以上の動作では、バイオカッター１５がサ
ンプルシート１１を通って金属箔８に接触したことが、
接触信号処理部２２及び制御部２１により検出される。
したがって、サンプルシート１１の切り出し位置におい
てサンプルシート１１は確実に切断される。また、バイ
オカッター１５が水平移動してサンプルシート１１を連
続して切断する途中においても、バイオカッター１５が
金属箔８に接触しているか否かを常に検出しているた
め、確実に切断が行える。

【００２２】〔他の実施例〕 （ａ）前記実施例ではバイオカッター１５の切断開始位
置の決定以外は全て自動で行ったが、操作パネル１９の
ジョイスティックにより操作者がバイオカッター１５を
操作して切断動作を行っても良い。この場合は、バイオ
カッター１５と金属箔８が接触した際に接触信号処理部
２２からの信号を検出して、その検出結果を例えばＣＲ
Ｔ１８あるいは操作パネル１９上のランプに表示するこ
とにより操作者に知らせる。 （ｂ）ステップＳ１の初期設定では回転ステージ５等の
初期位置への移動を省略してもよい。 （ｃ）ステップＳ３５〜ステップＳ３７の処理を省略す
ることにより、切断動作を簡略化してもよい。 （ｄ）ステップＳ２０及びステップＳ２１に代えて、ス
テップＳ７で予め切断開始位置を設定しておき、９０°
回転後に自動的に切断位置にバイオカッター１５が配置
される構成としてもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係るマイクロマニピュレータで
は、切断検出手段が被処理物の切断を検出するので、被
処理物が切断状態にあることを正確に検出でき、被処理
物の切断が正確に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるマイクロマニピュレー
タの正面概略図。

【図２】その試料台部分の斜視図。

【図３】図２の平面部分図。

【図４】切片の斜視図。

【図５】マイクロマニピュレータの制御部の概略ブロッ
ク図。

【図６】その制御フローチャート。

【図７】その制御フローチャート。

【図８】その制御フローチャート。

【符号の説明】

８ 金属箔 ９ ねじ １０ 電極 １１ サンプルシート １５ バイオカッター ２１ 制御部 ２２ 接触信号処理部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理物を載置するための載置台と、 前記被処理物を切断するための微小器具と、 前記微小器具と前記載置台とに接続され、前記微小器具
   が前記載置台に接触したときに前記被処理物が切断され
   たことを検出する切断検出手段と、を備えたマイクロマ
   ニピュレータ。