生命科学関連特許情報
| タイトル： | 公開特許公報(A)_シート拡張装置 |
| 出願番号： | 2013050774 |
| 年次： | 2014 |
| IPC分類： | G01N 1/28,H01L 21/301,G02B 21/34 |
特許情報キャッシュ
森本 伸彦 JP 2014178138 公開特許公報(A) 20140925 2013050774 20130313 シート拡張装置 オリンパス株式会社 000000376 上田 邦生 100118913 藤田 考晴 100112737 森本 伸彦 G01N 1/28 20060101AFI20140829BHJP H01L 21/301 20060101ALI20140829BHJP G02B 21/34 20060101ALI20140829BHJP JPG01N1/28 FG01N1/28 GH01L21/78 WG01N1/28 JG01N1/28 WG02B21/34 9 1 ＯＬ 11 2G052 2H052 2G052AA28 2G052AD32 2G052EC01 2H052AE01 2H052AE07 本発明は、シート拡張装置に関するものである。 従来、生物分野において、生体組織の切片が貼り付けられた基板を伸展性を有するシートに接着し、シートを表面方向に伸展させることによって、基板および切片を分割する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。 一方、半導体プロセスの分野において、レーザによってウエハに線状の改質領域を形成し、改質領域に対して垂直な方向の引っ張り力を加えることによってウエハを分割する方法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。国際公開第２０１１／１４９００９号特開２０１２−１７４９４５号公報 引っ張り力を利用した分割方法において、溝や改質領域の形成などの事前の加工によって分割位置を容易に制御可能な基板やウエハと異なり、生体組織の分割位置を制御することは難しい。特許文献１に記載の手段を用いて切片を基板の輪郭に正確に沿って分割するためには、切片が各方向に同一の力で同時に引っ張られるように、シートが各方向に均等に拡張しなければならない。 しかしながら、特許文献１に記載の装置においては、ステージ上に配置されたシートの一部分を該シートに垂直な方向に押し伸ばしたときに、ステージの周縁部においてはシートの伸び量が大きくなり、ステージの中心部においてはシートの伸び量が小さくなってしまうという不都合がある。特許文献２に記載の装置においては、互いに独立した２つの機構を用いてシートを２方向に拡張するため、２つの機構の引っ張り力の大きさや引っ張るタイミングを精密に制御しなければならないという問題がある。 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、特別な制御を必要とすることなくシートを各方向に均一に拡張することができるシート拡張装置を提供することを目的とする。 上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。 本発明は、略同一の平面上において該平面に垂直な所定の軸を中心とする周方向に均等に配列されシートの一部を固定する固定部を各々有し、前記軸に近接した位置と前記軸から離間した位置との間で前記軸を中心とする半径方向に移動可能に設けられた３以上の可動体と、該３以上の可動体を、互いに連動して同一距離だけ前記半径方向の同一方向に移動させる移動機構とを備えるシート拡張装置を提供する。 本発明によれば、シートを固定部によって複数の可動体に取り付け、移動機構によって複数の可動体を軸から離間する方向に放射状に移動させることにより、シートが、固定部によって放射状に引っ張られて拡張する。この場合に、互いに連動して同一距離だけ放射状に移動する３以上の可動体によってシートが各方向に均一な力で同時に引っ張られる。これにより、特別な制御を必要とすることなくシートを各方向に均一に拡張することができる。 上記発明においては、各前記固定部は、前記軸に近接した位置において、周方向に隣接する他の前記固定部との間に隙間を空けて配列されていてもよい。 このようにすることで、隣接する固定部の間においてシートの周方向の拡張率が局所的に高くなることを防ぐことができる。 また、上記発明においては、前記可動体が、互いに同一の形状および寸法を有していてもよい。 このようにすることで、可動体および移動機構の構成と動作を簡易にすることができる。 また、上記発明においては、前記固定部が、接着剤によって前記シートを固定する平面であってもよい。 このようにすることで、可動体に、シートを固定するための部材を設ける必要がないので、可動体の構成を簡易にすることができる。 また、上記発明においては、前記可動体の、前記半径方向の移動軌跡を規定する案内機構を備えていてもよい。 このようにすることで、移動機構によって移動される可動体の移動方向をより安定させることができる。 また、上記発明においては、各前記可動体が、前記周方向に隣接する他の前記可動体の端部に前記軸に沿う方向に重なって配置される羽根部を有し、前記案内機構が、各前記羽根部に設けられ、前記軸を中心とする円周の接線方向に延びる案内溝と、各前記端部に設けられ、前記案内溝内に前記接線方向に移動可能に挿入される突起とを備えていてもよい。 このようにすることで、案内機構が可動体に設けられているので、構成を簡易にすることができる。また、３以上の可動体が案内機構によって一体に連結されるので、可動体の取り扱いを容易にすることができる。 また、上記発明においては、前記移動機構が、前記軸を中心に回転可能に設けられた回転体と、該回転体の回転運動を各前記可動体の前記半径方向の直線運動に変換する運動変換手段とを備えていてもよい。 このようにすることで、単純な回転運動を駆動力として可動体の放射状の移動を発生させることができる。 また、上記発明においては、前記運動変換手段が、各前記可動体に設けられ、前記周方向の位置が変化するに従って前記軸との間の距離が漸次変化する円弧状のカム溝と、前記回転体に設けられ、各前記カム溝内に前記円弧状に移動可能に挿入された駆動子とを備えていてもよい。 このようにすることで、簡単な機械的機構によって、回転運動を可動体の直線運動に変換することができる。 また、上記発明においては、前記可動体の前記半径方向の移動方向を、前記軸から離間する方向のみに制限する移動方向制限機構を備えていてもよい。 このようにすることで、拡張されたシートが収縮しようとする力によって可動体が軸側へ引き戻されることを防ぎ、シートを拡張状態に維持することができる。 本発明によれば、特別な制御を必要とすることなくシートを各方向に均一に拡張することができるという効果を奏する。本発明の一実施形態に係るシート拡張装置の全体構成図である。（ａ）収縮状態および（ｂ）拡張状態の拡張板を示す平面図である。図１のシート拡張装置に適用される（ａ）拡張前および（ｂ）拡張後のシートを示す平面図である。移動制限機構を備える図１のシート拡張装置の変形例の部分的な構成を示す平面図である。案内機構の変形例を示す図である。（ａ）収縮状態および（ｂ）拡張状態の案内機構のもう１つの変形例を示す図である。拡張板の変形例を示す図である。拡張板のもう１つの変形例を示す図である。 以下に、本発明の一実施形態に係るシート拡張装置１について図面を参照して説明する。 本実施形態に係るシート拡張装置１は、図１に示されるように、互いに略平行に組み立てられる４枚の平板、すなわち、略水平に配置されるベース板２と、該ベース板２の上に配置される拡張板３と、該拡張板３を上下方向に挟んで配置される回転板（回転体）４および案内板５とを備えている。これら４枚の平板２，３，４，５はそれぞれ、中央に厚さ方向に貫通する窓２ａ，３ａ，４ａ，５ａを有し、各窓２ａ，３ａ，４ａ，５ａの略中心を垂直に通る軸Ａが互いに一致するように組み立てられる。 ベース板２は、該ベース板２上に載置される円形の回転板４の外周面に接する位置に設けられた３個のローラ６を有している。これら３個のローラ６は、軸Ａに平行な回転軸回りに回転可能に設けられており、回転板４を軸Ａを中心して滑らかにベース板２に対して回転させるようになっている。 拡張板３は、図２（ａ），（ｂ）に示されるように、正多角形状の外形を有する平板を周方向に均等に分割した等脚台形状の複数の可動体７を備えている。本実施形態においては、６個の可動体７を備える拡張板３について説明する。６個の可動体７の上面（固定部）は、単一の平面を形成するように同一平面上に位置し、窓３ａを覆うようにシート２０が接着剤によって固定されるようになっている。 また、各可動体７は、後述するカム機構によって、図２（ａ）に示される軸Ａに近接した収縮位置と、図２（ｂ）に示される軸Ａから離間した拡張位置との間で、軸Ａを中心とする半径方向に移動可能に設けられている。この可動体７の移動によって拡張板３が拡張および収縮するようになっている。 回転板４および該回転板４上に載置される拡張板３には、回転板４の回転運動を６個の可動体７の放射状の直線運動に変換するカム機構（移動機構、運動変換手段）が設けられている。カム機構は、各可動体７の下面に形成された６個のカム溝８１と、回転板４の上面に垂直に固定されカム溝８１内に挿入される６個のピン状の駆動子８２とを有している。カム溝８１は、軸Ａを中心とする周方向の位置が変化するに従って軸Ａとの間の距離が漸次変化する円弧形状を有している。駆動子８２は、軸Ａを中心とする周方向に均等に配列され、カム溝８１内において前記円弧形状に沿って移動可能に設けられている。 ユーザが、回転板４に接続されたハンドル１０を操作して回転板４を回転さると、駆動子８２がカム溝８１内を一端から他端へ移動し、このときに駆動子８２が可動体７を半径方向に押圧することによって、６個の可動体７が同時に同一距離だけ半径方向に直線運動するようになっている。これにより、６個の可動体７が連動して軸Ａを中心にして放射状に移動するようになっている。 拡張板３および該拡張板３上に載置される案内板５には、カム機構による各可動体７の移動軌跡を規定する案内機構が設けられている。案内機構は、案内板５に厚さ方向に貫通形成された６個の案内溝９１と、各可動体７の上面に固定され案内溝９１内に挿入される６個の突起９２とを有している。案内溝９１は、軸Ａを中心とする半径方向に沿った直線形状を有している。突起９２は、案内溝９１内において前記半径方向に移動可能に設けられている。 上述したカム機構の作動によって各可動体７が半径方向に移動するときに、案内溝９１の直線形状によって規定される直線状の軌跡に沿って突起９２が直線移動する。これにより、カム機構によって駆動される可動体７が、移動方向にブレを生じることなく安定して移動するようになっている。 なお、回転板４と一緒に拡張板３および案内板５も回転することがないように、ベース板２および案内板５の互いに対応する位置に形成されたネジ穴１２ａにネジ１２ｂを締結することによって、ベース板２に対して拡張板３および案内板５の軸Ａを中心とする周方向の位置が固定されるようになっている。このときに、ベース板２と案内板５との間の隙間を一定にするために、ベース板２と案内板５との間に図示しないスペーサを挟んでもよい。 次に、このように構成されたシート拡張装置１の作用について、シート２０に接着された基板３０をシート２０の拡張によって分割する場合を例に挙げて説明する。 図３（ａ）は、シート２０に接着された基板３０を示している。基板３０の表面には、予め格子状の溝３０ａが形成されている。また、基板３０の表面には、生体組織から切り出した切片４０が貼り付けられている。このような基板３０をシート２０の拡張によって表面方向に引っ張ると、図３（ｂ）に示されるように、基板３０を溝３０ａに沿って容易に分割し、このときに切片４０も溝３０ａに沿って分割することができる。 このようなシート２０を本実施形態に係るシート拡張装置１を用いて拡張するためには、まず、ベース板２上に、回転板４、拡張板３および案内板５を順番に重ねる。このときに、駆動子８２がカム溝８１内に、突起９２が案内溝９１内に、それぞれ挿入されるように、拡張板３および案内板５を取り付ける。次に、ネジ穴１２ａにネジ１２ｂを締結することによって案内板５をベース板２に固定する。そして、窓５ａ内に露出する収縮位置に配置された６個の可動体７の上面に、接着剤によってシート２０の端部を固定する。次に、ハンドル１０を操作して回転板４を回転させる。これにより、拡張板３の６個の可動体７が拡張位置まで放射状に移動し、シート２０の端部が引っ張れて窓３ａに配置されている中央部分が拡張し、基板３０および切片４０が溝３０ａに沿って分割される。 この場合に、本実施形態によれば、共通の回転板４の回転運動を各可動体７の直線運動に変換するカム機構によって、シート２０の端部が固定されている６個の可動体７が、同時に同一の距離だけ放射状に移動するので、シート２０の中央部分は、全周方向に均等な力で同時に引っ張られる。したがって、切片４０を、溝３０ａに正確に沿って分割することができる。また、平行に重ねられた４枚の平板２，３，４，５からなる簡易な構成であるので、光学顕微鏡のステージにも配置することができる。このときに、４枚の平板２，３，４，５を厚さ方向に貫通する窓２ａ，３ａ，４ａ，５ａが設けられているので、この窓２ａ，３ａ，４ａ，５ａの位置に配置された基板３０および切片４０を光学顕微鏡によって観察しながら、基板３０または切片４０に対して操作することができる。 なお、本実施形態においては、回転板４の回転方向を、拡張板３を拡張させる方向のみに制限する移動方向制限機構を備えていてもよい。 移動方向制限機構は、例えば、図４に示されるように、回転板４の外周面の少なくとも一部に周方向に形成されたのこぎり歯状の溝１１１と、ベース板２に設けられ溝１１１に嵌る爪１１２と、該爪を半径方向内方に付勢するバネ１１３とを備えるラチェット機構からなる。バネ１１３の付勢に抗して爪１１２を半径方向外方に移動させることによって、回転板４を両方向に移動可能とすることができる。 このようにすることで、特に弾性を有するシート２０を拡張する過程において、シート２０の収縮しようとする復元力に因る収縮位置へ向かう力が可動体７に作用したとしても、移動方向制限機構１１によって可動体７の収縮位置への移動を阻止し、シート２０を拡張状態に維持することができる。 また、本実施形態においては、案内機構が、案内板５に設けられた案内溝９１と、可動体７に設けられた突起９２とを有することとしたが、案内溝９１および突起９２の配置は適宜変更可能である。例えば、図５に示されるように、ベース板２の上面に突起９２が設けられ、各可動体７の案内溝９１が設けられていてもよい。このようにすることで、平板の数を１つ減らすことができ、さらに簡易な構成とすることができる。 また、図６に示されるように、案内溝９１および突起９２の両方を可動体７に設けてもよい。すなわち、各可動体７は、周方向に隣接する他の可動体７の端部と上下方向に重なって配置される羽根部７１を有し、該羽根部７１に案内溝９１が形成され、該羽根部７１と重なる端部に突起９２が設けられる。この場合、６個の可動体７が放射状に移動するときに、隣接する２つの可動体７は、互いに周方向に離間または近接する方向に移動するので、案内溝９１は、軸Ａを中心とする円周の接線方向に沿って形成される。 このようにしても、案内板５が不要となるので、さらに簡易な構成とすることができる。さらに、６個の可動体７が案内機構によって一体に連結されるので、拡張板３の取り扱いを容易にすることができる。 また、本実施形態においては、可動体７が、収縮位置において、互いに周方向に隙間を空けて配置されていてもよい。 可動体７同士が周方向に密着して配置されている場合、この２つの可動体７の境界に位置する位置において、シート２０の拡張率が、他の部分に比べて大きくなり、シート２０が局所的に過剰に拡張される可能性がある。そこで、図７に示されるように、収縮位置において、周方向に隣接する２つの可動体７の間に隙間を確保することにより、局所的にシート２０の拡張率が高くなることを防ぐことができる。図７においては、隙間が、可動体７の半径方向の寸法の一部に設けられているが、可動体７の半径方向の寸法の全部に設けられていてもよい。 また、本実施形態においては、拡張板３が、６個の可動体７を備えることとしたが、可動体７の数は３個以上であればよく、例えば、図８に示されるように、４つの可動体７から拡張板３が構成されていてもよい。また、全ての可動体７の形状および寸法は、必ずしも同一でなくともよく、軸Ａを中心とする周方向に均等に配列された３以上の位置でシート２０を固定でき、かつ、このシート２０を固定する部分が、軸Ａを中心にして放射方向に対称に移動するように構成されていればよい。 また、本実施形態においては、シート２０を接着剤によって可動体７の上面に固定することとしたが、シート２０の固定手段は、シート２０を十分に堅固に可動体７に固定できる手段であればよく、例えばクリップなどの他の手段を用いて可動体７にシート２０を固定してもよい。 また、本実施形態においては、回転板４の回転運動を可動体７の直線運動に変換する運動変換手段としてカム機構を備えることとしたが、これに代えて、ラックとピニオンとからなる機構など、他の機構を採用してもよい。 また、本実施形態においては、ユーザによる回転板４の回転操作を駆動力として可動体７を移動させることとしたが、これに代えて、リニアモータやソレノイドモータのような電気的に駆動力を発生する動力発生源を用いて複数の可動体７を放射状に直線移動させてもよい。 また、本実施形態においては、案内機構が、案内溝９１と該案内溝９１内を移動する突起９２とを有することとしたが、突起９２に代えて、案内溝９１の内面と可動体７の上面との間に挟まれた状態で案内溝９１内を移動するローラやボールなどを採用してもよい。 １ シート拡張装置 ２ ベース板 ２ａ，３ａ，４ａ，５ａ 窓 ３ 拡張板 ４ 回転板（回転体） ５ 案内板 ６ ローラ ７ 可動体 １０ ハンドル １２ａ ネジ穴 １２ｂ ネジ ２０ シート ３０ 基板 ４０ 切片 ７１ 羽根部 ８１ カム溝（移動機構、運動変換機構） ８２ 駆動子（移動機構、運動変換機構） ９１ 案内溝（案内機構） ９２ 突起（案内機構） １１１ 溝（移動方向制限機構） １１２ 爪（移動方向制限機構） １１３ バネ 略同一の平面上において該平面に垂直な所定の軸を中心とする周方向に均等に配列されシートの一部を固定する固定部を各々有し、前記軸に近接した位置と前記軸から離間した位置との間で前記軸を中心とする半径方向に移動可能に設けられた３以上の可動体と、 該３以上の可動体を、互いに連動して同一距離だけ前記半径方向の同一方向に移動させる移動機構とを備えるシート拡張装置。 各前記固定部は、前記軸に近接した位置において、周方向に隣接する他の前記固定部との間に隙間を空けて配列される請求項１に記載のシート拡張装置。 前記可動体が、互いに同一の形状および寸法を有する請求項１または請求項２に記載のシート拡張装置。 前記固定部が、接着剤によって前記シートを固定する平面である請求項１から請求項３のいずれかに記載のシート拡張装置。 前記可動体の、前記半径方向の移動軌跡を規定する案内機構を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載のシート拡張装置。 各前記可動体が、前記周方向に隣接する他の前記可動体の端部に前記軸に沿う方向に重なって配置される羽根部を有し、 前記案内機構が、 各前記羽根部に設けられ、前記軸を中心とする円周の接線方向に延びる案内溝と、 各前記端部に設けられ、前記案内溝内に前記接線方向に移動可能に挿入される突起とを備える請求項５に記載のシート拡張装置。 前記移動機構が、 前記軸を中心に回転可能に設けられた回転体と、 該回転体の回転運動を各前記可動体の前記半径方向の直線運動に変換する運動変換手段とを備える請求項１から請求項６のいずれかに記載のシート拡張装置。 前記運動変換手段が、 各前記可動体に設けられ、前記周方向の位置が変化するに従って前記軸との間の距離が漸次変化する円弧状のカム溝と、 前記回転体に設けられ、各前記カム溝内に前記円弧状に移動可能に挿入された駆動子とを備える請求項７に記載のシート拡張装置。 前記可動体の前記半径方向の移動方向を、前記軸から離間する方向のみに制限する移動方向制限機構を備える請求項１から請求項８のいずれかに記載のシート拡張装置。 【課題】特別な制御を必要とすることなくシートを各方向に均一に拡張することができる。【解決手段】略同一の平面上において該平面に垂直な所定の軸Ａを中心とする周方向に均等に配列されシートの一部を固定する固定部を各々有し、軸Ａに近接した位置と軸から離間した位置との間で軸Ａを中心とする半径方向に移動可能に設けられた３以上の可動体７と、該３以上の可動体７を、互いに連動して同一距離だけ半径方向の同一方向に移動させる移動機構８１，８２とを備えるシート拡張装置１を提供する。【選択図】図１