DE19707987A1

DE19707987A1 - Mikrotom

Info

Publication number: DE19707987A1
Application number: DE19707987A
Authority: DE
Inventors: Kaoru Aihara; Kentaro Asakura; Soutoku Asano; Toichi Imasaka; Nobuyoshi Kataoka; Sadao Furusho; Toshio Sato; Yasuhisa Hirohata; Mototugu Yamamoto
Original assignee: CHUO PRECISION IND CO
Current assignee: CHUO PRECISION IND CO
Priority date: 1997-01-10
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 1998-07-16
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: US5906148A; JPH10197418A; DE19707987C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mikrotom, und insbe sondere ein derartiges Mikrotom, welches für die Herstellung eines besonders dünnen Schnitts für ein Elektronenmikroskop geeignet ist.

Wenn eine dünne Form einer Probe unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops (TEM) betrachtet wird, be steht normalerweise die übliche Praxis darin, das Verfahren zur Herstellung eines besonders dünnen Schnitts als Standard vorgehensweise für die Herstellung der Probe einzusetzen.

Um die Form einer Probe, beispielsweise einer Gewebeprobe oder eines dünnen Metallstücks, als Transmissionsbild unter Verwendung eines TEM zu betrachten, muß der Elektronenstrahl durch die Probe hindurchgehen. Zu diesem Zweck ist es erfor derlich, die Probe als besonders dünnen Schnitt herzustellen, dessen Dicke im Bereich von 50 bis 100 nm liegt.

Verfügbare Vorrichtungen zur Präzisionszufuhr einer Probe umfassen eine Vorrichtung mit mechanischem Vorschub, die auf der Grundlage einer Kombination einer Schraube, eines Hebels und dergleichen beruht, und eine Vorrichtung mit Vorschub mittels thermischer Expansion, welche thermische Expansion durch eine elektrische Lampe oder dergleichen verwendet.

Ein dünner Schnitt, der von einer Probe abgeschnitten wird, sollte wie voranstehend geschildert vorzugsweise eine Größen ordnung im Mikrometerbereich oder weniger aufweisen. Bei einem derartigen Schneidvorgang stellt die Mikrovorschub genauigkeit des Probenhalters einen wesentlichen Faktor dar, und eine erforderliche Anforderung ist das Ausschließen des Schwingungseffekts von verschiedenen Mechanismen.

Die voranstehend geschilderten, konventionellen Beispiele haben allerdings das Hauptziel, in vielen Fällen die Mikro vorschubgenauigkeit zu verbessern, und der Ausschluß des Effekts von Schwingungen von verschiedenen Mechanismen, ins besondere einschließlich des Einflusses von Mikrovorschub mechanismen, wurde bislang nicht überlegt.

Die voranstehend geschilderten, konventionellen Beispiele, welche sowohl Vorrichtungen mit mechanischem Vorschub als auch Vorrichtungen mit Vorschub infolge thermischer Expansion umfassen, für den Mikrovorschubmechanismus, sind in bezug auf die Genauigkeit des Ausmaßes des Vorschubs immer noch nicht zufriedenstellend.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereit stellung eines Mikrotoms, welches die Schwierigkeiten löst, die beim Stand der Technik auftreten, und welches es gestat tet, den Schwingungseffekt des Mikrovorschubmechanismus aus zuschalten, die Genauigkeit des Ausmaßes des Vorschubs zu verbessern, und eine noch dünnere Probe zu erzielen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mikrotom zur Ver fügung gestellt, welches eine Basis aufweist; ein Messer, welches eine Probe schneidet, wobei ein Messerhalter auf der Basis angebracht ist und das Messer haltert; eine Trägerstan ge, welche die Probe an deren Vorderende trägt, und sich in Vertikalrichtung bewegt, mit dem hinteren Ende als Drehpunkt; eine Stangenbewegungsvorrichtung, welche die Trägerstange haltert, und die Trägerstange zu einer Bewegung in Vertikal richtung veranlaßt einen Übertragungshebel, der eine Bewe gungskraft für den Vorschub des Vorderendes der Trägerstange an das Messer überträgt; eine Halterungsplatte, die auf der Basis angebracht ist, und den Übertragungshebel drehbar hal tert; eine Zugfeder, welche die Trägerstange zum Übertragungs hebel zieht; und einen Hebelbewegungsmechanismus, der mit dem Übertragungshebel in einer kleinen Fläche in Kontakt steht, und den Übertragungshebel drückt.

Da die Trägerstange über den Übertragungshebel zugeführt wird, ist es möglich, wirksam zu verhindern, daß die Träger stange durch Vibrationen von einer Antriebsquelle in Schwin gungen versetzt wird. Das Drücken des Übertragungshebels durch den Hebelbewegungsmechanismus über Kontakt in einer kleinen Fläche gestattet darüber hinaus eine wirksame Aus schaltung von Schwingungen der Trägerstange. Wenn die Träger stange unter der Einwirkung des Andrückens durch die Hebel bewegungsvorrichtung vorgeschoben wird, wirkt dem die Kraft der Zugfeder entgegen, welche die Trägerstange zieht, und daher können unnötige Schwingungen der Trägerstange ausrei chend verhindert werden. Es ist daher möglich, eine Probe in erheblich dünnere Schnitte zu schneiden, verglichen mit dem Stand der Technik.

Bei einer Ausführungsform ist der Hebelbewegungsmechanismus mit einem Druckteil versehen, welches eine scharfe Vorderkan te aufweist, die in Kontakt mit dem Übertragungshebel steht. Weiterhin kann der Hebelbewegungsmechanismus eine Vorschub vorrichtung aufweisen, welche das Druckteil in einer Richtung in einem bestimmten Winkel zu einer Richtung im rechten Win kel zur Andruckrichtung in einer Ebene antreibt, welche sich entlang der Druckrichtung des Druckteils erstreckt; sowie ei ne weitere Vorschubvorrichtung, welche das Druckteil in einer Richtung in einem bestimmten Winkel zur Gegenrichtung zu je ner der einen Vorschubvorrichtung in einer Richtung in rech tem Winkel zur Druckrichtung in dieser Ebene antreibt, um das Druckteil in der Druckrichtung in Zusammenarbeit mit der einen Vorschubvorrichtung anzutreiben.

Da der Übertragungshebel zu einer Bewegung mit Hilfe der bei den Vorschubvorrichtungen veranlaßt wird, kann der Übertra gungshebel mit einer Genauigkeit druckbeaufschlagt werden, welche jene jeder einzelnen Vorschubvorrichtung übersteigt.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das hintere Ende der Trägerstange vorzugsweise mit einer keilförmigen Kante ver sehen, die in Kontakt mit einer Ausnehmung des Übertragungs hebels gelangt. In diesem Fall können Vibrationen in Rich tung der Breite der Trägerstange dadurch wirksam vermieden werden, daß die Kante der Trägerstange eine größere Breite in einer Richtung im rechten Winkel zur Vorschubrichtung der Trägerstange in einer Ebene ausgebildet wird, welche sich entlang der Vorschubrichtung erstreckt, also größer als die Breite des vorderen Endes der Trägerstange, und dadurch, daß die Breite einer Nut in dem Übertragungshebel größer gewählt ist als die Breite des vorderen Endes der Trägerstange, und kleiner als die Breite der Kante der Trägerstange.

Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Zugfeder an je dem der beiden Enden in Richtung der Breite auf der Seite des vorderen Endes der Kante der Trägerstange angeordnet sein, und kann die Trägerstange eine gerade und scharfe Spitze auf weisen, welche gegen die Ausnehmung des Übertragungshebels durch die Zugfeder angedrückt wird. Dadurch, daß der Über tragungshebel und die Trägerstange am vorderen Ende auf eine gerade Linie gesetzt werden, ist es möglich, in zufrieden stellender Art und Weise einen Feinvorschub zu erreichen, während Schwingungen in Richtung der Breite der Trägerstange verhindert werden, ohne daß die Übertragung von Schwingungen des Übertragungshebels auf die Trägerstange zugelassen wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch darge stellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Aufsicht auf das teilweise weggelassene Mikrotom von Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht auf das in Fig. 1 dargestellte Mikrotom

Fig. 4 eine Perspektivansicht, welche das Aufnehmen eines besonders dünnen Schnitts aus einem Probensammel behälter zeigt, der in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 5(A) eine Vorderansicht eines in Fig. 1 gezeigten Über tragungshebels, und Fig. 5(B) eine Vorderansicht eines abgeänderten Übertragungshebels;

Fig. 6 eine teilweise weggeschnittene Perspektivansicht einer Vorschubvorrichtung (der anderen Vorschub vorrichtung), die in Fig. 1 gezeigt ist;

Fig. 7 eine Ansicht zur Erläuterung des Prinzips der Be wegung des Hebelbewegungsmechanismus;

Fig. 8 ein Blockschaltbild zur Erläuterung eines Steuer systems des in Fig. 1 gezeigten Mikrotoms;

Fig. 9 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs ablaufs während des Schneidvorgangs des in Fig. 1 dargestellten Mikrotoms;

Fig. 10 eine teilweise weggeschnittene Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 eine teilweise weggelassene Vorderansicht des in Fig. 10 gezeigten Mikrotoms; und

Fig. 12 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht des in Fig. 10 gezeigten Mikrotoms.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 9 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrie ben. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist das Mikrotom gemäß der vorliegenden Erfindung eine Basis 1 auf, ein Messer 21, wel ches eine Probe S schneidet, einen dieses Messer halternden Messerhalter 2, eine Trägerstange 3, welche die Probe S an deren vorderem Ende in Richtung auf das Messer 21 haltert, und eine Drehung um das hintere Ende der Probe als Drehpunkt durchführt, und eine Stangenbewegungsvorrichtung 4, um die Trägerstange 3 zu drehen.

Das Mikrotom ist weiterhin mit einem Übertragungshebel 5 versehen, der eine Bewegungskraft überträgt, um das vordere Ende näher am Messer 21 oder von diesem entfernt zur Träger stange 3 zu bringen, während er das hintere Ende der Träger stange 3 haltert, eine Halterungsplatte 6, die auf der Basis 1 angebracht ist und den Übertragungshebel 5 drehbar haltert, einen Hebelbewegungsmechanismus 7, welcher das Annähern bzw. die Trennung des vorderen Endes der Trägerstange 3 in Ein heiten einer Mikroentfernung unter der Auswirkung der Druck wirkung auf den Übertragungshebel 5 verursacht, sowie eine Steuerung 8, welche den Betriebsablauf dieser Teile steuert.

Die Trägerstange 3 besteht hauptsächlich aus einem quadrati schen, polförmigen Stangenkörper 31, der in Richtung der X-Achse angeordnet ist, einem Probenhalter 32, der am vorderen Ende der Trägerstange 3 angebracht ist, welches zur Seite des Messerhalters 2 (zur rechten Seite in Fig. 1) gerichtet ist, und die Probe S haltert, einer schrägen Stange 32, die zwischen diesen Probenhalter 32 und einem Ende des Stangen körpers 31 angeordnet ist, und einer Kante 34, die an dem hinteren Ende (der linken Seite in Fig. 1) angebracht ist, und unter Druck gegen einen Übertragungsabschnitt 52 des Übertragungshebels 5 gehalten wird, der später noch genauer erläutert wird. Bei der voranstehenden Beschreibung ist die Richtung der X-Achse jene Richtung, in welcher sich die Probe S der Seite des Messers 21 nähert oder diese verläßt, infol ge der Einwirkung des Hebelbewegungsmechanismus 7, also die Richtung, in welche ein Druckteil 71 des Hebelbewegungsmecha nismus 7, der nachstehend noch genauer erläutert wird, den Übertragungshebel 5 drückt (in Richtung nach rechts bzw. links in den Fig. 1 und 2), und ist die Richtung der Y-Achse die Richtung im rechten Winkel zur Richtung der X-Achse in der selben Ebene wie jener der X-Achsenrichtung (Richtung nach rechts und links in Fig. 3). Die Z-Achsenrichtung, die spä ter erläutert wird, ist die Richtung senkrecht zur Ebene, welche sowohl die X-Achse als auch die Y-Achse enthält (Rich tung nach oben und unten in Fig. 1 und 3).

Damit sich der Stangenkörper 31 zusammen mit dem vorderen Ende 34A der Kante 34 drehen kann, welches an dessen hinterem Ende als Drehpunkt vorgesehen ist, ist das vordere Ende 34A in Form einer keilförmigen, scharfen Messerkante ausgebildet. Dieses vordere Ende 34A gelangt in Kontakt mit einer V-förmi gen Nut, die entlang der Richtung der Y-Achse auf dem Über tragungsabschnitt 52 des Übertragungshebels 5 vorgesehen ist, und das gesamte Stangenteil 3 führt eine Drehung um die Y-Achse durch. In dem Abschnitt der Kante 34 veranlassen vier Zugfedern 34a, die mit dem vorderen Ende 34A jeweils an ei nem Ende verbunden sind, um den Kontaktzustand zwischen dem vorderen Ende 34A und dem Übertragungsabschnitt 52 des Über tragungshebels 5 aufrechtzuerhalten, einen Heraufziehvorgang der gesamten Trägerstange 3 zur Seite des Übertragungshebels 5 hin. Die Zugfedern 34a halten den Kontaktzustand zwischen dem vorderen Ende 34a der Kante 34 der Trägerstange 3 und dem Übertragungsabschnitt 52 des Halteteils 5 aufrecht, und schließen wirksam das Auftreten eines Fehlers aus, der in Richtung der X-Achse der Trägerstange 3 bei der Drehung hervorgerufen werden könnte. Die anderen Enden der Zugfedern 34a sind mit einer Stufe 64 für den Übertragungshebel verbun den, die später genauer erläutert wird.

Es ist notwendig, das Auftreten von Schwingungen des Proben halters 32 in Richtung der Y-Achse nach der Drehung der Trä gerstange 3 zu verhindern. Zu diesem Zweck ist das vordere Ende 34A der Kante 34 so ausgebildet, daß es eine vorbestimm te Breite in Richtung der Y-Achse aufweist (genauer gesagt innerhalb eines Bereichs von etwa 1/3 bis 1/2 der Länge der Trägerstange 3 in der Richtung der X-Achse). Dies führt dazu, daß das vordere Ende 34A in Kontakt mit dem Übertragungshebel 5 über dessen gesamte Breite gelangt, wodurch das Auftreten von Schwingungen des Probenhalters in Richtung der Y-Achse verhindert wird (vergleiche Fig. 2).

Der Stangenkörper 31 der Trägerstange 3 weist unter seinem mittleren Abschnitt ein Kontaktteil 31A auf, und dieses Kon taktteil 31A gelangt in Kontakt mit einem konzentrischen Nocken 42 der Stangenbewegungsvorrichtung 4, wie dies später noch genauer erläutert wird, und verursacht so eine Drehung mit der Spitze der Kante 34 als Drehpunkt für die Drehung. Dieses Kontaktteil 31A besteht aus einem glatten Material, welches einen niedrigen Reibungswiderstand aufweist, um so weit wie möglich das Auftreten einer Verschiebung in Rich tung der X-Achse der Trägerstange 3 unter dem Einfluß von Reibungskräften in bezug auf den sich drehenden, exzentri schen Nocken 42 zu verhindern.

Zwei Zugfedern 31A zum Ziehen des vorderen Endes der Träger stange 3 in Richtung auf den exzentrischen Nocken 42 sind in der Nähe des Kontaktteils 31A vorgesehen, und gestatten die konstante Aufrechterhaltung des Kontaktzustands zwischen dem Kontaktteil 31A und dem exzentrischen Nocken 42, und verhindern das Auftreten eines Spalts zwischen dem exzentri schen Nocken 42 und der Trägerstange 3 bei der Drehung des exzentrischen Nockens 42.

Ein Probenhalter 42 ist über eine Schrägstufe 33 auf der Sei te des sich drehenden Endes des Stangenkörpers 31 vorgesehen. Dieser Probenhalter 32 haltert eine Probe S, wobei deren vor deres Ende zur Seite des Messers 21 gerichtet ist. Die Schräg stufe 33 zur frei wählbaren Einstellung des Schneidwinkels der Probe S beim Schneiden ist auf dem Probenhalter 32 vor gesehen, so daß der Neigungswinkel in bezug auf die Richtung der Y-Achse als Achse des Probenhalters 32 eingestellt werden kann. Das Bezugszeichen 33A bezeichnet einen Einstellknopf für die Feineinstellung der Schrägstufe 33.

Nachstehend wird die Stangenbewegungsvorrichtung 4 beschrie ben. Die Stangenbewegungsvorrichtung 4 weist eine Drehwelle 41 auf, die drehbeweglich in Richtung der Y-Achse auf Seiten wänden 61 und 62 der nachstehend noch genauer erläuterten Halterungsplatte 6 unterhalb der Trägerstange 3 vorgesehen ist, einen exzentrischen Nocken 42, der auf der Drehwelle 41 abweichend von der Zentrumsachse der Drehwelle 41 unterhalb des Kontaktteils 31A der Trägerstange 3 angebracht ist, und einen Antriebsmechanismus 43, welcher die Drehwelle 41 zu ei ner Drehung veranlaßt.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist dieser Antriebsmechanismus 43 hauptsächlich in der Basis 1 angeordnet. Im einzelnen weist er einen Antriebsmotor 43A auf, der in der Basis 1 angeordnet ist, eine Hauptriemenscheibe 43B, die durch diesen Antriebs motor 43A zur Drehung veranlaßt wird, eine Unterriemenschei be, die koaxial auf der Drehwelle 41 angebracht ist, und ei nen Antriebsriemen 43D zur Übertragung der Drehkraft von der Hauptriemenscheibe 43B auf die Unterriemenscheibe 43C.

Bei der voranstehend geschilderten Konstruktion dreht sich der exzentrische Nocken 42 infolge des Antriebs durch den Antriebsmotor 43A über die Drehwelle 41, und übt der Drehan trieb des exzentrischen Nockens 42 eine Drehung auf die Trä gerstange 3 aus. Die Drehwelle 41 dreht sich in der Richtung des Pfeils W in Fig. 1. Infolge der Drehung in der Richtung W tritt kaum eine Verschiebung in Richtung der X-Achse auf, selbst wenn eine Reibungskraft in Richtung der X-Achse auf die Trägerstange 3 infolge des Effekts der Gleitreibung zwi schen dem exzentrischen Nocken 42 und dem Kontaktteil 31A einwirkt, da die Trägerstange 3 in Kontakt mit dem Übertra gungshebel steht.

Der Antriebsmechanismus 43 weist einen Handgriff 43E auf. Durch Drehung dieses Handgriffs 43E von Hand ist es möglich, den exzentrischen Nocken 42 zu einer Drehung zu veranlassen. Dieser Handgriff 43E bringt eine Drehkraft für eine Umschalt kupplung 43F auf, welche direkt mit der Antriebswelle des Antriebsmotors 43A verbunden ist, und zwar über eine Haupt riemenscheibe 43G, eine Unterriemenscheibe 43H und einen An triebsriemen 43I.

Die Umschaltkupplung 43F kann andererseits frei eine Umschal tung zwischen der Verbindung bzw. der Unterbrechung der An triebswelle des Antriebsmotors 43A und des Handgriffs 43E durch eine externe Betätigung durchführen. Während des nor malen Antriebs des Antriebsmotors 43A befindet sie sich im getrennten oder ausgerückten Zustand, um eine Übertragung der Drehkraft auf die Seite des Handgriffs 43E zu verhindern. Wenn die Trägerstange von Hand zu eine Drehung veranlaßt wird, führt eine externe Operation (beispielsweise ein Um schaltbefehlssignal von der Steuerung 8) zur Einrichtung ei nes Verbindungszustands der Umschaltkupplung 43F zwischen der Antriebswelle des Antriebsmotors 43A und dem Handgriff 43E, und daher wird die Drehkraft, die auf den Handgriff 43E aus geübt wird, auf den exzentrischen Nocken 42 übertragen. Hier bei befindet sich der Antriebsmotor 43A in dem nichtangetrie benen Zustand.

Nachstehend wird nunmehr der Übertragungshebel 5 beschrieben. Wie aus Fig. 5(A) hervorgeht, weist der Übertragungshebel ei nen Halteabschnitt 51 auf, einen Übertragungsabschnitt 52 und einen Kontaktabschnitt 53. Unter diesen Abschnitten stellt der Halteabschnitt 51 ein Durchgangsloch dar, in welches eine Trägerwelle 64a eingeführt werden soll, die drehbar auf einer Übertragungshebelstufe 64 der nachstehend noch genauer erläu terten Halterungsplatte 6 gehaltert ist. Die Halterungswelle 64a ist in Richtung der Y-Achse angeordnet, und der Übertra gungshebel 5 wird drehbeweglich durch die Übertragungshebel stufe 64 mit Hilfe des Halteabschnitts 51 um die Richtung der Y-Achse herum gehaltert. Der Übertragungsabschnitt 52 ist als V-förmige Nut ausgebildet, mit welcher das vordere Ende 34A der Kante 34 der Trägerstange 3 wie voranstehend geschil dert in Kontakt gelangt, und diese Nut ist parallel zur Ein führungsrichtung des Durchgangslochs ausgebildet, welches den Halterungsabschnitt 51 darstellt. Der Kontaktabschnitt 53 stellt die Position dar, an welcher das Druckteil 71 des Hebelbewegungsmechanismus 7 in Kontakt gelangt. Unterstützt durch diese Bauteile überträgt der Übertragungshebel 5 eine Druckkraft auf die Trägerstange 3 in Einheiten einer Mikro entfernung, die von dem Hebelbewegungsmechanismus ausgeübt wird, und übt eine Ausbreitungsbewegung in Richtung der X-Achse auf die Trägerstange 3 aus. Eine V-förmige Nut oder eine kleine Ausnehmung kann dazu vorgesehen sein, den voran stehend geschilderten Kontaktabschnitt 53 ohne eine Unter brechung des Kontaktzustands des Druckteils 71 zu haltern.

Wenn bei diesem Übertragungshebel 5 die Entfernung zwischen dem Übertragungsabschnitt 52 und dem Halterungsabschnitt 51 als L1 angenommen wird, und die Entfernung zwischen dem Über tragungsabschnitt 52 und dem Kontaktabschnitt 53 als L2, dann ist L2 auf einen Wert eingestellt, der vier- bis fünfmal so groß ist wie L1. Wenn daher eine Druckkraft durch den Hebel bewegungsmechanismus 7 ausgeübt wird, wird eine Mikroverschie bungsentfernung, die 1/5 bis 1/4 der Verschiebungsentfernung beträgt, welche auf den Übertragungshebel ausgeübt wird, an die Trägerstange 3 übertragen, und ist es möglich, die Posi tion der Trägerstange 3 in Richtung der X-Achse mit höherer Genauigkeit einzustellen. Es ist nicht immer erforderlich, das Verhältnis L2/L1 auf einen Wert innerhalb des voranste hend geschilderten Bereichs zu begrenzen: Die Einstellung ei nes höheren Werts für das Verhältnis gestattet einen Vorschub in kleineren Einheiten der Mikroentfernung.

Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Übertragungs abschnitt 52 und der Kontaktabschnitt 53 des Übertragungs hebels 5 an den entgegengesetzten Enden des Übertragungs hebels 5 vorgesehen, mit dem Halterungsabschnitt 51 dazwi schen, jedoch können, wie bei dem in Fig. 5(B) gezeigten Übertragungshebel 5A, der Übertragungsabschnitt 52A und der Kontaktabschnitts 53A auch auf derselben Seite in bezug auf den Halterungsabschnitt 51A vorgesehen sein. In diesem Fall weist der Übertragungshebel 5A dieselbe Funktion auf wie der Übertragungshebel 5, wenn die Entfernung zwischen dem Über tragungsabschnitt 52A und dem Halterungsabschnitt 51A gleich L1 ist, und die Entfernung zwischen dem Übertragungsabschnitt 52A und dem Kontaktabschnitt 53A gleich L2, nämlich durch Einstellung von L1 : L2 für das Verhältnis gleich dem Verhält nis für den Übertragungshebel 5. Allerdings wird bei diesem Übertragungshebel 5A die Druckkraft auf den Kontaktabschnitt 53A in einer Richtung ausgeübt, welche entgegengesetzt zur entsprechenden Richtung bei dem Übertragungshebel 5 ist.

Als nächstes wird nachstehend die Halterungsplatte 6 beschrie ben. Die Halterungsplatte 6 weist hauptsächlich ein Paar von Seitenwänden 61 und 62 auf (in Fig. 1 ist die Seitenwand 61 weggelassen), die aufrecht und einander gegenüberliegend auf der Basis 1 so angeordnet sind, daß sich der Hebelbewegungs mechanismus 7 dazwischen befindet, einen Montagebock 63, der auf diesen Seitenwänden 61 und 62 angebracht ist, und sich im wesentlichen direkt oberhalb des Hebelbewegungsmechanismus 7 befindet, und eine Übertragungshebelstufe 64, die sich in Richtung der X-Achse auf dem Montagebock 63 hin- und herbe wegt.

Die Seitenwände 61 und 62 sind auf der Basis 1 angebracht, und der Montagebock 63 und die Drehwelle 41 der Stangenbewe gungsvorrichtung 4 sind zwischen diesen Seitenwänden 61 und 62 angeordnet.

Auf dem Montagebock 63 sind Führungsstangen 63A und 63B in Richtung der X-Achse auf der oberen Oberfläche des Montage bocks vorgesehen. Eine Übertragungshebelstufe 64 steht gleit beweglich im Eingriff mit den Führungsstangen 63A und 63B. Ein Durchgangsloch 63C ist in dem Montagebock 63 so vorgese hen, daß es sich an einem Ort entsprechend dem Übertragungs hebel 5 befindet, der auf der Übertragungshebelstufe 64 ge halten wird. Eine Druckkraft wird von dem Hebelbewegungsmecha nismus 7 auf den Übertragungshebel 5 ausgeübt, der in dieses Durchgangsloch 63C eingeführt ist.

Auf der Übertragungshebelstufe 64 ist ein Durchgangsloch 64A im wesentlichen im Zentrum in Fig. 2 vorgesehen, und der Über tragungshebel 5 wird in jenem Zustand gehalten, in welchem er in dieses Durchgangsloch 64A eingeführt ist, über eine Trä gerwelle 64a, die drehbeweglich in der Y-Achsenrichtung vor gesehen ist. Der Übertragungshebel 5 bewegt sich unter einer Gleitbewegung der Übertragungshebelstufe 64 vorwärts.

Zwischen der Übertragungshebelstufe 64 und dem Montagebock 63 sind ein Einstellknopf 65, der eine Positionierung in Rich tung der X-Achse durchführt, indem er die Übertragungshebel stufe 64 zum Gleiten veranlaßt, und eine Anschlagschraube 66 vorgesehen, welche die Übertragungshebelstufe 64 befestigt. Da dieser Einstellknopf 65 so aufgebaut ist, daß ein Schrau benmechanismus eine Bewegungskraft auf die Übertragungshebel stufe 64 ausübt, ist eine Zugfeder 67 vorgesehen, die immer eine Zugkraft auf die Übertragungshebelstufe 64 in einer ein zigen Richtung entlang der X-Achse zwischen der Übertragungs hebelstufe 64 und dem Montagebock 63 ausübt, um die Auswir kungen eines Spiels zu verhindern. Zwar übt bei der vorlie genden Ausführungsform die Zugfeder 67 eine Zugkraft auf die Übertragungshebelstufe 64 in Richtung nach rechts in Fig. 1 aus, jedoch kann dies auch in Richtung nach links erfolgen.

Die Basis 1 ist als Hülle aus Metall in Form eines Gußteils ausgebildet, weist eine obere horizontale Oberfläche auf, in der beinahe sämtliche voranstehend beschriebenen Bauteile auf der horizontalen Oberfläche angebracht sind, und ist mit ei nem eingebauten Antriebsmechanismus 43 der Stangenbewegungs vorrichtung 4 versehen.

Eine Anzahl an Rippen 11, die in Vertikalrichtung von der oberen Oberfläche des Innern der Basis 1 zu dessen oberer Oberfläche verlaufen, sind in Reaktion auf das Gewicht und die Anordnungspositionen der Bauteile vorgesehen, die auf der Basis 1 angebracht werden sollen. Die Basis 1 ist daher so konstruiert, daß der Schwingungsverhinderungseffekt der Verhinderung von Schwingungen, die durch die Bauteile auf der Basis 1 hervorgerufen werden können, durch diese Rippen 11 zur Verfügung gestellt wird.

Das Messer 21 weist Dreieckspolform auf, und besteht aus einem Material wie beispielsweise Glas, Diamant oder Saphir, wobei eine Messerkante einen Schneidwinkel von etwa 40° bis 60° aufweist, und ist auf dem Messerhalter 22 so angebracht, daß die Kante nach oben zeigt.

Der Messerhalter 22 ist einstückig mit dem Messer 21 ausge bildet, und weist einen Probensammelbehälter 22A auf, der einen Aufbewahrungsabschnitt für destilliertes Wasser W auf der Seite gegenüberliegend der Probe S aufweist, mit dem Mes ser dazwischen, und einen Sitz 22B, welcher diesen Proben sammelbehälter 22A auf der Schrägstufe 23 mit einer Anschlag schraube 22a sichert. Der Probensammelbehälter 22A sammelt die Probe S nach dem Schneiden, wie in Fig. 4 gezeigt, wobei die Probe S dazu veranlaßt wird, auf dem destillierten Wasser W zu schweben.

Der Haltemechanismus 2 weist einen Messerhalter 22 auf, der das Messer 21 an dessen oberem Ende haltert, eine Schrägstu fe 23, welche den Schneidwinkel des Messerhalters 22 um die Richtung der Y-Achse herum ändert, wie nachstehend noch ge nauer erläutert wird, und eine X-Y-Achsenstufe 24, welche da durch eine Positionierung durchführt, daß sie das Messer 21 in der X-Y-Achsenrichtung auf der Ebene der Basis 1 bewegt.

Die Schrägstufe 23 weist einen Sitz 23A auf, der auf einem zweiten Bewegungsschlitten 24C der X-Y-Achsenstufe 24 befe stigt ist, einen Schrägmechanismus 23B, der einen Sitz 22B des Messerhalters 22 auf diesem Sitz 23A haltert, und gleit beweglich entlang einer Umfangsoberfläche eines Zylinders ist, dessen Zentrumsachse in Richtung der Y-Achse in bezug auf den Sitz 23A verläuft, und einen Einstellknopf 23C, mit dem eine Feinstellung des Neigungswinkels durch Gleiten des Schrägmechanismus 23B durchgeführt wird. Die Schrägstufe 23 stellt den Winkel des Messers 21 in bezug auf die Probe S ein.

Die X-Y-Achsenstufe 24 ist eine Linearstufe, die an einem Ort auf der rechten Seite der Basis 1 in Fig. 1 befestigt ist, und weist einen Montagekörper 24A auf, der auf der Basis 1 vorgesehen ist, einen ersten Bewegungsschlitten 24B, der auf diesem Montagekörper 24A in Richtung der X-Achse gleiten kann, und einen zweiten Bewegungsschlitten 24C, der mit dem ersten Bewegungsschlitten 24B verbunden ist, und in Richtung der Y-Achse gleiten kann. Rollenführungen sind für die Gleit abschnitte vorgesehen.

Die Position des ersten Bewegungsschlittens 24B in Richtung der X-Achse wird durch den Einstellknopf 24D fein eingestellt, und der erste Bewegungsschlitten 24D wird in einer frei wähl baren Position durch eine Einstellschraube 24a festgesetzt. Die Position des zweiten Bewegungsschlittens 24C in Richtung der Y-Achse wird fein eingestellt durch den Einstellknopf 24E, und der zweite Bewegungsschlitten 24C wird in einer frei wähl baren Position durch eine Einstellschraube 24b festgesetzt. Genauer gesagt führt die X-Y-Achsenstufe 24 die Positionie rung des Messers 21 in bezug auf die Probe S durch.

Als nächstes wird nachstehend der Hebelbewegungsmechanismus 7 beschrieben. Der Hebelbewegungsmechanismus 7 befindet sich auf der linken Seite der Basis 1 in Fig. 1, und weist ein Druckteil 71 auf, welches den Kontaktabschnitt 53 des Über tragungshebels 5 in Richtung der X-Achse druckbeaufschlagt, und zwar über einen Punktkontakt, eine Vorschubvorrichtung 72, welche einen Antrieb in einer Richtung durchführt, die um einen Mikrowinkel (θ) in bezug auf die Richtung der Y-Achse geneigt ist, und eine weitere Vorschubvorrichtung 73, die einen Antrieb in einer Richtung durchführt, der um einen Mikrowinkel (-θ) in entgegengesetzter Richtung zur Rich tung der ersten Vorschubvorrichtung 72 in bezug auf die Rich tung der Y-Achse geneigt ist. Das Druckteil 71 führt einen Druckvorgang in bezug auf den Übertragungshebel 5 durch, und wird mit einer Druckkraft beaufschlagt, durch das Zusammen wirken der ersten und zweiten Vorschubvorrichtung 72 und 73.

Das voranstehend geschilderte Druckteil 71 weist ein vorderes Ende 71A auf, welches in Richtung auf den Kontaktabschnitt 53 des Übertragungshebels 5 vorspringt. Dieses vordere Ende 71A ist kugelförmig oder konvergent ausgebildet. Dies führt dazu, daß das Druckteil 71 den Kontaktabschnitt 53 des Über tragungshebels 5 wie voranstehend geschildert so druckbeauf schlagt, daß das vordere Ende 71A im Punktkontakt beaufschlagt wird. Genauer gesagt wird ein Druckkontakt zwischen dem vor deren Ende 71A und dem Kontaktabschnitt 53 über eine kleine Fläche hervorgerufen. Die Position dieses Kontakts liegt im wesentlichen in der Mitte der Breite des Übertragungshebels 5 in Richtung der Y-Achse.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, weist die eine Vorschubvorrich tung 72 (bzw. die andere Vorschubvorrichtung 73) eine Bewe gungsstufe 72A (73A) auf, die in Antriebsrichtung eine Hin- und Herbewegung durchführt, einen Montagekörper 72B (73B), auf welchem die Bewegungsstufe 72A (73A) montiert ist, eine Führung 72C (73C), welche eine Führung für die Hin- und Her bewegung der Bewegungsstufe 72A (73A) in bezug auf den Mon tagekörper 72B (73B) durchführt, einen Magneten 72D (73D), der auf dem Montagekörper 72B (73B) vorgesehen ist, und einen Linearmotorstufenmechanismus, der eine Spule 72E (73E) auf weist, die eine Hin- und Herbewegung auf die Bewegungsstufe 72A (73A) infolge der Auswirkung eines Magnetfeldes ausübt, welche sich zwischen der Spule und dem Magneten 72D (73D) nach Versorgung mit einem geeigneten Strom ausbildet.

Der voranstehend geschilderte Magnet 72D und die Spule 72E bilden eine Bewegungserzeugungsvorrichtung für die eine Vorschubvorrichtung 72, und gleichzeitig bilden der Magnet 73D und die Spule 73E eine Bewegungserzeugungsvorrichtung für die andere Vorschubvorrichtung 73.

Genauer gesagt nutzt die eine Vorschubvorrichtung 72 die An ziehungskraft und die Abstoßungskraft, die von dem Magnet feld hervorgerufen werden, welches von der Spule 72E erzeugt wird, wenn der Strom eingeschaltet wird, sowie von dem Mag netfeld des Magneten 72D dazwischen, und zwar als Bewegungs kraft für die Bewegungsstufe 72A in bezug auf den Montage körper 72B. Daher führt die Bewegungsstufe 72A eine Linear bewegung entlang der Führung 72C in Richtung auf den Montage körper 72B durch. Dies ist ebenso bei der anderen Vorschub vorrichtung 73.

Unter Verwendung der Vorschubvorrichtung 72 und 73 als Hebel bewegungsmechanismus lassen sich daher folgende Vorteile er zielen. Zuerst einmal ist es möglich, die Auswirkungen des Spiels auszuschließen, und eine Vorschuboperation mit hoher Genauigkeit dadurch durchzuführen, daß eine Antriebsquelle mit einer Spule, einem Magneten und dergleichen aufgebaut wird, so daß eine Kugelschraube weggelassen ist. Zweitens stellt dieser Mechanismus eine höhere Linearität des Stroms und der Druckkraft zur Verfügung, verglichen mit einem Schrittmotor, was es ermöglicht, ein höheres Momentandrehmoment in bezug auf den Nennwert zu erhalten. Drittens weist die Spule eine kleine Induktivität auf, und zeigt daher ein hervorragendes elektrisches Reaktionsvermögen. Viertens weist der Mechanis mus keine magnetischen Pulsationen auf, beispielsweise keinen Versatz, so daß eine glatte Steuerung mit hoher Genauigkeit ermöglicht wird.

Bei der einen Vorschubvorrichtung 72 ist der Montagekörper 72B auf der linken Seite des Halterungsmechanismus 2 auf der Basis 1 in Fig. 1 vorgesehen, und ist die Bewegungsstufe 72A auf diesem Montagekörper 72B so angeordnet, daß sie entlang einer Richtung in einem Mikrowinkel +θ zur Y-Achsenrichtung durch die Führung 72C bewegbar ist. Andererseits ist bei der Vorschubvorrichtung 73 der Montagekörper 73B mit der Bewe gungsstufe 72A über ein Abstandsstück 74 verbunden, und ist auf dem Montagekörper 73B die Bewegungsstufe 73A so angeord net, daß sie entlang einer Richtung in einem Mikrowinkel -θ zur Y-Achsenrichtung durch die Führung 73C bewegbar ist. Das Druckteil 71 ist auf der oberen Oberfläche der Bewegungsstu fe 73A befestigt, und gestattet so eine Hin- und Herbewegung in der Richtung der X-Achse durch die Zusammenarbeit der ei nen Vorschubvorrichtung 72 und der anderen Vorschubvorrich tung 73.

Fig. 7 erläutert den Vorschubvorgang des Hebelbewegungsmecha nismus 7. Bei dem Hebelbewegungsmechanismus 7 bewegen sich die eine Vorschubvorrichtung 72 und die andere Vorschubvor richtung 73 um dieselbe Entfernung a. Die Bewegungsstufe 72A der einen Vorschubvorrichtung 72 bewegt sich nach vorne um eine Bewegungsentfernung a in der Richtung OA unten links auf der Bewegungsstufe 72A'. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Bewegungsstufe 72A um a × sinθ in Richtung der X-Achse. An dererseits bewegt sich die andere Vorschubvorrichtung 73 um einen Verschiebungsbetrag a in der Richtung AB oben links, und erreicht die Bewegungsstufe 73A', und zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Bewegungsstufe 73A um a × sinθ in Richtung der X-Achse. Dies führt dazu, daß die Bewegungsstufe 73A der anderen Vorschubvorrichtung 73 auf diese Weise eine lineare Bewegung durchgeführt hat, um ein Ausmaß 2a × sinθ in Rich tung der X-Achse, und daß bei dem Hebelbewegungsmechanismus dieses Ausmaß der Verschiebung 2a × sinθ zum Ausmaß des Mikrovorschubs d des Druckteils 71 wird.

Der Kreuzungswinkel 2θ der einen Vorschubvorrichtung 72 und der anderen Vorschubvorrichtung 73 sollte vorzugsweise auf einen kleinen Wert eingestellt sein. Wenn der Kreuzungs winkel 2θ beispielsweise 5° beträgt, so ergibt sich ein Ausmaß des Mikrovorschubs von d = 0,087 × a. Daher ist es möglich, das Ausmaß des Mikrovorschubs d in bezug auf das Druckteil 71 in Richtung der X-Achse auf einen Wert von weni ger als 1/10 zu bringen, verglichen mit dem Ausmaß der Ver schiebung a der einen Vorschubvorrichtung 72 und der anderen Vorschubvorrichtung 73.

Als nächstes wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 8 die Steuerung 8 beschrieben. Die Steuerung 8 weist einen Mikrocomputer auf, der ein eingebautes Betriebsprogramm zur Durchführung von Operationen enthält, die in Fig. 9 gezeigt und später beschrieben werden, und ein Speicherbereich 81 des Mikrocomputers speichert über eine Tastatur 82 eine ein gestellte Sollwert-Schneiddicke D der Probe S und eine An zahl n an Proben, und weiterhin wird vorher ein Anfangsver schiebungsbetrag a0 gespeichert. Die Tastatur 82 und ver schiedene, nicht dargestellte Sensoren und Schalter, sind an die Eingangsseite der Steuerung 8 angeschlossen, und ein Antriebsmotor 43A in einem Antriebsmechanismus 43 für die ei ne Vorschubvorrichtung 72, die andere Vorschubvorrichtung 73 und die Stangenbewegungsvorrichtung 4 ist an die Ausgangs seite der Steuerung angeschlossen. Als Anfangsbetrag für die Verschiebung a0 muß die Position des ersten Schneidvorgangs bei der Probe S eingestellt werden, unabhängig von dem Aus maß des Mikrovorschubs d.

Als nächstes wird nachstehend der Betriebsablauf des Mikro toms 10 mit dem voranstehend geschilderten Aufbau beschrie ben.

Bevor das Mikrotom 1 in Betrieb genommen wird, werden als Initialisierungsschritte die Einstellungen für das Messer 21 und die Probe S vorgenommen. Genauer gesagt wird die Posi tionierung des Messers 21 in Richtung der X-Achse und der Y-Achse in bezug auf die Probe S mit Hilfe der X-Y-Achsen stufe 24 des Haltemechanismus 2 durchgeführt, und wird für die Probe S die Übertragungshebelstufe 64 in Richtung der X-Achse angeordnet, und erfolgt eine derartige Einstellung, daß die Probe S und das Messer 21 in bezug aufeinander in Richtung der X-Achse getrennt angeordnet sind, und sich im wesentlichen in Richtung der Y-Achse in derselben Position befinden. Der Anstellwinkel des Messers 21 wird durch die Neigungseinstellung der Schrägstufe 24 eingestellt. Die Nei gung der Probe S wird andererseits mit Hilfe der Schrägstufe 33 in einer Stufe eingestellt, in welcher die Probe S durch den Probenhalter 32 der Trägerstange 3 gehaltert wird.

Der darauffolgende Vorgang umfaßt die Eingabe eines Betriebs befehls über eine Tastatur 82 in die Steuerung 8 zur Erzie lung einer Verbindung des Handgriffs 43E und der Antriebs welle des Antriebsmotors 43A mit der Umschaltkupplung 43F der Stangenbewegungsvorrichtung 4, die Einstellung des Dreh winkels der Trägerstange 3 durch Betätigung des Handgriffs 43E auf solche Weise, daß die Probe S und das Messer 21 in Richtung der X-Achse getrennt angeordnet sind, und die Probe S oberhalb des Messers 21 gelangt, und nachfolgende Abtren nung des Handgriffs 43E durch die Betätigung der Umschalt kupplung 43F.

Dann wird die Verarbeitung durch die Steuerung 8 begonnen. Die Sollwert-Schneiddicke D der Probe S und die Anzahl n an Proben werden vorher über die Tastatur 82 eingegeben (Schritt S1). Da die Bewegungskraft in Richtung der X-Achse an die Trägerstange 3 über den Übertragungshebel 5 bei der vorliegenden Konstruktion übertragen wird, gilt eine Bezie hung, wie sie durch nachstehende Formel (1) ausgedrückt wird, zwischen der eingegebenen Sollwert-Schneiddicke D und dem Ausmaß des Mikrovorschubs des Druckteils 71 durch den Hebel bewegungsmechanismus 7:

d = (L2/L1 ) × D (1)

Das Ausmaß der Bewegung a1 der einen Vorschubvorrichtung 72 und der anderen Vorschubvorrichtung 73 wird aus dem Ausmaß des Mikrovorschubs d berechnet, welches wie voranstehend ge schildert berechnet wird (Schritt S2):

a1 = (d/2) × (sin θ) - 1 (2)

Dann wird das Ausmaß a0 der Anfangsbewegung aus dem Speicher bereich 81 ausgelesen, und wird der Zähler N auf den Wert "0" eingestellt, wobei dieses Ausmaß der anfänglichen Bewe gung a0 das Ausmaß der Bewegung a ist (Schritt S3).

Daraufhin werden die Bewegungsstufe 72A der einen Vorschub vorrichtung 72 und die Bewegungsstufe 73A der anderen Vor schubvorrichtung 73 in entgegengesetzte Richtungen bewegt, und zwar um das Ausmaß a der Bewegung (Ausmaß a0 der Anfangs bewegung). Dies führt dazu, daß das Druckteil 71 auf den Kontaktabschnitt des Übertragungshebels 5 drückt, um eine Verschiebung um 2a0 × sin θ in Richtung der X-Achse durch zuführen (in einer solchen Richtung, in welcher in Fig. 1 eine Verschiebung von rechts nach links erfolgt). Unter der Auswirkung von Schwankungen des Übertragungshebels 5 bewegt sich die Trägerstange 3 zur Seite das Messers hin vorwärts um 2a0 × sin θ × (L1/L2) in Richtung der X-Achse, gegen die Kraft der Zugfedern 34a (Schritt S4).

Dann wird der Antriebsmotor 43A in Betrieb genommen, und wird eine Drehkraft von 180° auf die Drehwelle 41 der Stan genbewegungsvorrichtung 4 ausgeübt. Daher senkt die Träger stange 3 langsam ihre Probenhalterseite in Reaktion auf die Spannung der Zugfedern 31a ab. Zu diesem Zeitpunkt werden das Kontaktteil 31A der Trägerstange 3 und der exzentrischen Nocken 42 ständig in Kontakt gehalten, durch den Zug der Zugfeder 31a, wodurch verhindert wird, daß instabile Vibra tionen und dergleichen auf der Probenhalterseite der Träger stange 3 auftreten. Beim Kontakt der Probe S mit der Kante oder Schneide des Messers 21 wird daher ein dünner Schnitt abgeschnitten, und schwimmt der abgeschnittene dünne Schnitt auf der Wasseroberfläche in dem Probensammelbehälter 22A. Der dünne Schnitt, der bei dem anfänglichen Schneidvorgang abgeschnitten wird, wird nicht aufbewahrt, da er nur zu dem Zweck geschnitten wird, eine Endoberfläche der Probe S für das nachfolgende Schneiden zu erzeugen (Schritt S5).

Nach dem Anfangsschnitt der Probe S werden die Bewegungs stufe 72A der einen Vorschubvorrichtung 72 und die Bewegungs stufe 73A der anderen Vorschubvorrichtung 73 sofort in Rich tungen entgegengesetzt zu jenen im Schritt S4 bewegt, um ein Ausmaß a der Bewegung (Ausmaß a0 der Anfangsbewegung) (zurückziehen). Durch eine derartige Trennung der Probe S und des Messers 21 wird verhindert, daß die Probe S in Kon takt mit dem Messer 21 während der Aufwärtsbewegung des Dreh endes der Trägerstange 3 gelangt (Schritt S6).

Dies führt dazu, daß der Antriebsmotor 43A in Betrieb gesetzt wird, der eine Drehkraft von 180° auf die Drehwelle 41 der Stangenbewegungsvorrichtung 4 ausübt, und dann hebt die Trä gerstange 3 langsam ihre Probenhalterseite gegen den Zug der Zugfeder 31a an. Die Probe S gelangt nach oberhalb des Mes sers 21 (Schritt S7).

Zu diesem Zeitpunkt stellt die Steuerung 8 fest, ob die An zeige des Zählers N die Anzahl n an Proben erreicht hat oder nicht (Schritt S8). Bei einem Wert kleiner als n wurden Pro ben entsprechend der eingestellten Anzahl n noch nicht er zeugt. Daher wird der Zähler N um jeweils einen Wert erhöht (Schritt S9). Der Betrag a der Bewegung wird aktualisiert auf a + a1 (Schritt S10), und der Vorgang kehrt zum Schritt S4 zurück.

Bei dem zweiten Vorgang und weiteren Vorgängen werden die Vorschubvorrichtungen 72 und 73 mit dem vorher berechneten Ausmaß a1 der Bewegung angetrieben, um die Sollwert-Schneid dicke D von dem vorderen Ende der vorher geschnittenen Probe S abzuschneiden. Das vordere Ende der Probe S wird daher da zu veranlaßt, von dem Messer 21 um 2a1 × sin vorzusprin gen, also um das Ausmaß d des Mikrovorschubs (Schritt S4). Dadurch wird die Trägerstange 3 langsam abgesenkt, durch An trieb des Antriebsmotors 43A. Das vordere Ende der Probe S wird dazu veranlaßt, mit dem Messer 21 in Berührung zu ge langen, um die Probe S zu schneiden, und der abgeschnittene, extra dünne Schnitt wird dadurch gesammelt, daß er zum Schwim men auf der Wasseroberfläche in dem Probensammelbehälter 22A veranlaßt wird (Schritt S5).

Nach der Drehung der Trägerstange 3 nach unten umfaßt das Verfahren die Schritte, die Bewegungsstufe 72A der einen Vorschubvorrichtung 72 sowie die Bewegungsstufe 73A der ande ren Vorschubvorrichtung 73 dazu zu veranlassen, sich um das Ausmaß a der Bewegung zurückzuziehen (Schritt S6), die Trä gerstange 3 dazu zu veranlassen, sich infolge des Antriebs durch den Antriebsmotor 43A nach oben zu drehen, und die Pro be S in eine Position oberhalb des Messers 21 zu bringen (Schritt S7).

Besonders dünne Schnitte mit einer Dicke D werden dadurch er zielt, daß der voranstehend geschilderte Schneidvorgang für die Probe S wiederholt wird, und die abgeschnittene Probe in dem Probensammelbehälter 22A gesammelt wird.

Wenn im Schritt S8 festgestellt wird, daß N = n ist, so ist andererseits der Betriebsablauf für das gesamte Mikrotom be endet.

Wie voranstehend geschildert wird bei der ersten Ausführungs form die Oszillationskraft des Übertragungshebels 5 durch den Hebelbewegungsmechanismus 7 mit Hilfe des vorspringenden vorderen Endes 71A des Druckteils 71 im Zustand eines Punkt kontakts erzielt. Verglichen mit einem Fall, in welchem das Druckteil mit dem Übertragungshebel verbunden ist, oder wenn sich diese beiden Teile in einer Flächenberührung befinden, ist daher ein gewisses Ausmaß an Freiheit verfügbar, was gegenseitige Schwingungen um den Kontaktabschnitt zwischen dem Druckteil 71 und dem Übertragungshebel 5 gestattet, und wird es schwer, in der Richtung senkrecht zur Druckrichtung (der Richtung der X-Achse) auftretende Schwingungen (bei spielsweise in Richtung der Y-Achse oder Z-Achse) von dem Druckteil 71 an den Übertragungshebel 5 zu übertragen. Daher werden Schwingungen nach dem Antrieb, wenn sie direkt von dem Hebelbewegungsmechanismus 7 an die Seite des Übertra gungshebels 5 übertragen werden können, wirksam verhindert, wodurch es ermöglicht wird, die Positionierung der Träger stange 3 nach dem Schneiden mit höherer Genauigkeit durchzu führen.

Bei der ersten Ausführungsform ist eine derartige Konstruk tion vorgesehen, daß die Übertragungshebel 5 durch das Zu sammenwirken der beiden Vorschubvorrichtungen 72 und 73 hin- und herbewegt werden, welche den Hebelbewegungsmechanismus 7 in einem Mikrowinkel ±θ in bezug auf die Richtung der Y-Achse antreiben. Es ist daher möglich, die Trägerstange 3 mit einem Betrag eingegebener Mikroeinheiten proportional zu sin (±θ) zu positionieren, und daher möglich, die Exakt heit des Schneidvorgangs der Probe S zu erhöhen.

Im einzelnen ist es möglich, verglichen mit dem Ausmaß a der Bewegung der einen Vorschubvorrichtung 72 und der ande ren Vorschubvorrichtung 73, das Ausmaß des Mikrovorschubs d dadurch zu verringern, daß ein Mikrowinkel ±θ und der Schneiddicken-Sollwert D der Probe S entsprechend einge stellt werden.

Wird θ = 7,5° als der Mikrowinkel ±θ als Beispiel ge wählt, so ergibt sich folgende Beziehung zwischen dem Aus maß a der Bewegung und dem Ausmaß d des Mikrovorschubs: d = 0,26a. Für θ = 5,7° ergibt die Beziehung zwischen dem Aus maß a der Bewegung und dem Ausmaß d des Mikrovorschubs einen Wert von d = 0,2a. Weiterhin ergibt sich, wenn θ = 2,5° verwendet wird, die Beziehung d = 0,087a. Der Mikrowinkel ±θ kann sogar auf einen Wert von 2° oder 1° eingestellt werden.

Nimmt man daher an, daß der Mikrowinkel ±θ 5,70° beträgt, und die eine Vorschubvorrichtung 72 und die andere Vorschub vorrichtung 73, die als Linearmotor-Stufenmechanismus dienen, eine Auflösung von 100 nm aufweisen, so berechnet sich das minimale Ausmaß des Mikrovorschubs d zu etwa 20 nm, und in folge der Konstruktion, bei welcher die Trägerstange 3 unter halb des Übertragungshebels angeordnet wird, wäre es möglich, besonders dünne Schnitte der Probe S mit einer Dicke von 4 bis 5 nm zu erzeugen.

Wenn andererseits der Mikrowinkel ±θ auf θ = 5,7° eingestellt wird, und die Vorschubvorrichtungen 72 und 73 ei ne Auflösung von 10 nm aufweisen, so ist es theoretisch mög lich, Dünnschnitte mit einer Dicke innerhalb eines Bereichs von 0,4 bis 0,5 nm mit Hilfe des Mikrotoms 10 zu erzeugen. Wenn θ = 2,5° als Mikrowinkel ±θ verwendet wird, und die Vorschubvorrichtungen eine Auflösung von 100 nm aufwei sen, dann beträgt der Minimalbetrag des Mikrovorschubs d etwa 8,7 nm, was ein Schneiden besonders dünner Schnitte der Pro be S gestattet, die theoretisch eine Dicke innerhalb eines Bereichs von 1,7 bis 2,2 nm aufweisen. Wie aus den voranste henden Beispielen deutlich wird, ist es möglich, einfach äußerst dünne Schnitte einer Probe S zu erzeugen, die bislang nicht erhältlich waren, nämlich durch Einstellung des Mikro winkels ±θ auf einen geeigneten Wert.

Infolge der Konstruktion, bei welcher die eine Vorschubvor richtung 72 und die andere Vorschubvorrichtung 73 einen An trieb in einer Richtung durchführen, welche die Richtung der Y-Achse in einem kleinen Neigungswinkel kreuzt, kann eine hohe Haltekraft gegen die Druckkraft in Richtung der X-Achse aufrechterhalten werden. Genauer gesagt ist es infolge die ser Konstruktion möglich, beim Auftreffen der Probe S auf das Messer 21, das Druckteil 71 wirksam in der momentanen Posi tion gegen die Reaktionskraft in Richtung der X-Achse fest zuhalten, welche über die Trägerstange 3 und den Übertragungs hebel 5 empfangen wird, zu verhindern, daß die Probe S aus weicht, eine Scherung des Ausmaßes d des Mikrovorschubs aus zuschalten, und daher die Probe S exakt auf die Sollwert-Schneid dicke D zu schneiden.

Wie voranstehend geschildert kann, da eine solche Konstruk tion vorgesehen ist, daß die eine Vorschubvorrichtung 72 und die andere Vorschubvorrichtung 73 als Linearmotorstufenmecha nismus dienen, die Auswirkung des Spiels oder dergleichen praktisch ausgeschaltet werden, und kann der Vorschubvorgang mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden, verglichen mit einer Konstruktion, bei welcher eine Antriebsquelle vorge sehen ist, die eine Kombination mechanischer Faktoren ent hält, beispielsweise eine Kugelschraube. Verglichen mit ei nem Schrittmotor ist es möglich, eine bessere Linearität des Stroms und des Schubs zur Verfügung zu stellen, und ein höheres Momentan-Drehmoment in bezug auf Nennwerte hervorzu rufen, mit einer kleinen Spule und einer Induktivität, ein hervorragendes elektrisches Reaktionsvermögen bereitzustel len, und die Abwesenheit magnetischer Schwankungen beispiels weise einen Versatz, wodurch eine glatte Steuerung mit hoher Genauigkeit ermöglicht wird.

Bei dem Hebelbewegungsmechanismus 7 ist der Montagekörper 73B der anderen Vorschubvorrichtung 73 auf der Bewegungsstufe 72A der einen Vorschubvorrichtung 72 angebracht, und ist das Druckteil 71 auf der Bewegungsstufe 73A der darüber angeord neten Vorschubvorrichtung 73 befestigt, wodurch es ermöglicht wird, die Kraft in der Andruckrichtung durch das Zusammenwir ken der beiden Vorschubvorrichtungen 72 und 73 auszuüben, und zwar mit einer einfachen Konstruktion, ohne daß ein kompli zierter Bewegungsübertragungsmechanismus erforderlich ist. Da her können die Herstellungskosten infolge einer Verringerung der Anzahl erforderlicher Teile verringert werden. Da kein komplizierter Übertragungsmechanismus erforderlich ist, kann die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Fehlern bezüglich des Ausmaßes der Bewegung zwischen den Vorschubvorrichtungen 72, 73 und dem Druckteil 71 verringert werden, was eine Ver besserung der Positioniergenauigkeit der Trägerstange ermög licht.

Infolge der Konstruktion, bei welcher der Übertragungshebel 5 zwischen dem Hebelbewegungsmechanismus 7 und der Trägerstan ge 3 angeordnet ist, werden beim Antrieb des Hebelbewegungs mechanismus 7 auftretende Vibrationen von dem Übertragungs hebel 5 zur Seite der Übertragungshebelstufe 64 absorbiert, welche den Übertragungshebel 5 haltert. Daher kann die Aus wirkung von Vibrationen verringert werden, welche die Träger stange 3 erreichen, und daher die Positionierung der Träger stange 3 mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden.

Bei der vorliegenden Konstruktion ist die Entfernung L1 zwi schen dem Halteabschnitt 51 und dem Übertragungsabschnitt 52 des Übertragungshebels 5 auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als die Entfernung L2 zwischen dem Halteabschnitt 52 und dem Kontaktabschnitt 53. Dies führt dazu, daß die von dem Übertragungshebel 5 auf die Trägerstange 3 übertragene Verschiebung kleiner ist als jene Verschiebung, welche von dem Druckteil 7 auf den Übertragungshebel 5 ausgeübt wird, was die Positionierung der Trägerstange 3 mit einem Vorschub betrag in kleineren Mikroeinheiten ermöglicht, als dies in folge des Hebelbewegungsmechanismus 7 möglich ist. Durch Ein stellung eines hohen Wertes für L2/L1 (innerhalb eines ver nünftigen Bereiches, unter Berücksichtigung der Abmessungen des Geräts und des im Innenraum eingenommenen Raumes) ist es daher möglich, Schneidvorgänge mit höherer Genauigkeit durch zuführen.

Da die Halterungsplatte 6 Seitenwände 61 und 62 und einen Montagebock 63 aufweist, wird der Übertragungshebel 5 auf beiden Seiten in Richtung der Y-Achse über die Übertragungs hebelstufe 64 gestützt. Daher ist es möglich, den Übertra gungshebel 5 fest in stabilem Zustand gegen das Anlegen ex terner Kräfte zu haltern, beispielsweise Drehung der Träger stange 3 und Druckkraft infolge des Hebelbewegungsmechanis mus 7, was wirksam das Auftreten eines Schneidfehlers verhin dert.

Der Montagebock 63 befindet sich oberhalb des Hebelbewegungs mechanismus 7. Daher sind der Hebelbewegungsmechanismus 7, die Halterungsplatte 6 und der Übertragungshebel 5 entlang einer Vertikallinie auf der Basis 1 ausgerichtet angeordnet. Daher ist es möglich, hierfür erforderlichen Raum einzuspa ren, und die Gesamtvorrichtung insgesamt zu verkleinern.

Das Mikrotom gemäß der vorliegenden Erfindung soll dazu die nen, eine Druckoperation mit der geringstmöglichen Kontakt fläche zwischen dem Hebelbewegungsmechanismus und dem Über tragungshebel durchzuführen, wie dies voranstehend geschil dert wurde. Verglichen mit einem Fall, in welchem der Hebel bewegungsmechanismus und der Übertragungshebel miteinander verbunden sind, oder in welchem die Druckkraft über eine große Kontaktoberfläche ausgeübt wird, ist daher ein Ausmaß an Freiheit bezüglich der Erzeugung von Oszillationen um den Kontaktabschnitt herum verfügbar, zwischen dem Hebelbewegungs mechanismus und dem Übertragungshebel, die in Kontakt stehen; beispielsweise werden Vibrationen in einer Richtung senkrecht zur Druckrichtung kaum von einem Teil auf das andere übertra gen. Dies führt dazu, daß Vibrationen während des Antriebs, welche direkt von dem Hebelbewegungsmechanismus an die Seite des Übertragungshebels übertragen werden, wirksam unterdrückt werden, und es möglich ist, die Positionierung der Träger stange beim Schneiden mit höherer Genauigkeit durchzuführen.

Da der Übertragungshebel zwischen dem Hebelbewegungsmechanis mus und der Trägerstange vorgesehen ist, werden Vibrationen beim Antrieb des Hebelbewegungsmechanismus vom Übertragungs hebel zur Seite der Halterungsplatte aufgenommen, welche den Übertragungshebel haltert, was eine weitere Verbesserung des Schwingungsunterdrückungseffekts mit sich bringt.

Weiterhin wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Übertragungshebel durch das Zusammenwirken der beiden Vorschubvorrichtungen hin- und herbewegt, welche den Hebelbewegungsmechanismus in einer Richtung in einem kleinen Winkel zur Richtung im rechten Winkel zur Druckrichtung des Druckteils antreiben. Daher ist es möglich, die Positionie rung der Trägerstange mit einem Vorschubausmaß in Mikroein heiten zu erreichen, welches proportional zu einem Wert ist, der durch den Sinus jedes dieser kleinen Winkel gegeben wird, und daher eine noch weiter vergrößerte Genauigkeit für den Vorgang des Schneidens der Probe zu erzielen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung dienen die eine und die andere Vorschubvorrichtung als Linearmotor-Stufenmechanismus, welcher einen Antrieb unter der Einwirkung eines Magnetfeldes durchführt, welches in ei nem Magneten und einer Spule erzeugt wird. Verglichen mit einer Konstruktion, bei welcher eine Kombination mechanischer Elemente, beispielsweise eine Kugelschraube, als Antriebs quelle dient, ist es möglich, wirksam die Auswirkungen der Zusammenbaugenauigkeit einzelner Elemente und des Spiels aus zuschalten, welches für den Antrieb erforderlich ist (bei spielsweise die Auswirkungen eines Totgangs), und den Vor schubvorgang mit höherer Genauigkeit durchzuführen.

Bei der Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine höhere Linearität des Stroms und des Schubs verfügbar, ein höheres Momentandrehmoment in bezug auf die Sollwerte, eine kleinere Spule und Induktivität, und ein besseres elek trisches Reaktionsvermögen, ebenso wie die Abwesenheit magne tischer Schwankungen, wie beispielsweise Versetzungen, ver glichen mit einem Schrittmotor, wodurch eine glatte Steuerung oder Regelung mit höherer Genauigkeit ermöglicht wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Montagekörper der anderen Vorschubvorrichtung auf der Bewegungsstufe der einen Vorschubvorrichtung vorgesehen, und ist das Druckteil auf der Bewegungsstufe der oberen Vorschubvorrichtung befestigt. Hierdurch ist es möglich, eine Kraft in Druckrichtung durch das Zusammenwirken der beiden Vorschubvorrichtungen zu einem Zeitpunkt durch eine einfache Konstruktion einwirken zu las sen, ohne Einwirkung eines komplizierten Kraftübertragungs mechanismus zwischen der Vorschubvorrichtung und dem Druck teil, was eine Verringerung des Kostenaufwandes infolge ei ner Verringerung der Anzahl erforderlicher Teile ermöglicht. Da es nicht notwendig ist, einen komplizierten Übertragungs mechanismus zur Verfügung zu stellen, wird die Wahrschein lichkeit für das Auftreten von Fehlern bezüglich des Ausmaßes der Bewegung zwischen der Vorschubvorrichtung und dem Druck teil verringert, was dazu führt, daß die Positioniergenauig keit der Trägerstange verbessert werden kann.

Bei der voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform wird ein Linearmotor-Stufenmechanismus als die eine Vorschub vorrichtung 72 und die andere Vorschubvorrichtung 73 einge setzt. Die Druckkraft kann allerdings auch durch das Druck teil 71 mit Hilfe irgendeiner anderen Vorgehensweise erzeugt werden; beispielsweise kann selbst ein Kugelschraubenmecha nismus, wie voranstehend geschildert, als die eine Vorschub vorrichtung und die andere Vorschubvorrichtung eingesetzt werden, wenn nur eine elastische Feder eine Druckkraft oder Zugkraft entlang der Druckrichtung zwischen der Kugelschrau benhalteseite und der Kugelschraubenantriebsseite aufbringt. Selbst mit einer derartigen Konstruktion ist es möglich, ein Mikrotom zur Verfügung zu stellen, welches eine höhere Ge nauigkeit aufweist als ein konventionelles Mikrotom, obwohl es nicht so gute Eigenschaften zeigt wie ein Linearmotor-Stu fenmechanismus.

Bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform ist es möglich, mit Hilfe eines konventionellen Kugelschraubenmecha nismus ein Mikrotom aufzubauen, und ist es möglich, die Schneidgenauigkeit zu verbessern und Vibrationen auszuschal ten, ohne daß konventionelle Erzeugnisse verschwendet werden.

Der Aufbau des Eingriffsabschnitts der Kante 34 der Träger stange 3 und des Übertragungsabschnitts 52 des Übertragungs hebels 5, der bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, ist nicht speziell auf die voranstehend geschilder ten Formen beschränkt, sondern kann jede Anordnung umfassen, die nicht durch die Bearbeitungsgenauigkeit der einzelnen Bauteile während der Drehung der Trägerstange 3 beeinträch tigt wird. Beispielsweise kann ein solcher Aufbau vorgesehen werden, daß ein zylindrisches Aufnahmeteil in Richtung der Y-Achse auf der Seite des Übertragungshebels 5 vorgesehen ist, und eine gabelartige Anordnung, die in Richtung zur Seiten des Übertragungshebels 5 hin offen ist, auf der vorderen End seite der Kante 34 der Trägerstange 3 vorgesehen ist, so daß das Aufnahmeteil des Übertragungshebels 5 in diese Gabel eingeführt wird. In diesem Fall wird der Kontaktzustand der Gabelanordnung und des Aufnahmeteils wirksam durch die Zug federn 34a aufrechterhalten. Daher kann sich die Trägerstan ge 3 frei um das Aufnahmeteil des Übertragungshebels 5 dre hen, und wird wirksam das Auftreten eines Fehlers während der Drehung verhindert.

Bei der ersten Ausführungsform wird der Druckvorgang durch einen Punktkontakt zwischen dem Druckteil 71 und dem Kontakt abschnitt 53 des Übertragungshebels 5 erzielt. Dies kann auch durch eine Konstruktion erreicht werden, bei welcher das Druckteil 71 und der Kontaktabschnitt 53 des Übertragungs hebels 5 in gegenseitigen Linienkontakt gelangen, durch Ände rung der Form des vorderen Endes des Druckteils 71.

Bei dem voranstehend geschilderten Haltemechanismus 2 bzw. der Trägerstange 3 kann eine solche Konstruktion gewählt wer den, daß die Probe S auf dem Haltemechanismus 2 angebracht wird, und das Messer 21 auf der Trägerstange 3 angebracht wird.

Genauer gesagt ist ein Probenhalter 32 auf dem oberen Ab schnitt des Haltemechanismus 2 vorgesehen, und wird eine zylindrische Probe S in Richtung der X-Achse angebracht, wo bei deren Vorderende dem Messer 21 gegenüberliegt, welches durch die Trägerstange 3 gehaltert wird, bei diesem Proben halter 32. Ein Messerhalter 22, der das Messer über ein Dreh ende des Stangenkörpers 31 haltert, ist auf der Trägerstange 3 vorgesehen.

Bei der voranstehend geschilderten, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird nach dem Schneiden der Probe S diese Probe, die vorher an dem sich drehenden Vorderende der Trä gerstange 3 gehaltert wurde, oberhalb des Messers 21 ange ordnet, und wird der Schneidvorgang durchgeführt, wenn die Trägerstange 3 abgesenkt wird. Da das Messer 21 auf der Seite der Trägerstange 3 bei dieser Ausführungsform gehalten wird, wird das Vorderende der Trägerstange 3 vorher, also vor dem Schneiden, unterhalb der Probe S angeordnet, und wird die Probe S beim Heraufgehen der Trägerstange 3 geschnitten.

Wenn nach dem Schneiden der Probe S das Vorderende der Trä gerstange 3 sich unterhalb der Probe S befindet, bewegt sich darüber hinaus die Trägerstange 3 vorwärts um eine Entfer nung, welche gleich der Sollwert-Schneiddicke D ist, in Rich tung auf den Haltemechanismus 2, durch die Einwirkung des Hebelbewegungsmechanismus 7, und wird eine Betriebssteuerung, um eine Rückwärtsbewegung hervorzurufen, nach der Drehung der Trägerstange 3 nach oben durchgeführt.

Auch bei der voranstehend geschilderten Konstruktion ist es, wie voranstehend geschildert, möglich, dieselben Effekte zu erzielen wie bei dem in Fig. 1 gezeigten und voranstehend beschriebenen Mikrotom 10.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 10 bis 12 dargestellt. Ein Mikrotom 10P, welches die zweite Ausführungsform repräsentiert, unterscheidet sich von dem voranstehend geschilderten Mikrotom in der Hinsicht, daß die Trägerstange 3, der Übertragungshebel 5 und die Hal terungsplatte 6 einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen, wobei sämtliche anderen Bedingungen gleich sind. Gleiche Tei le wie bei dem Mikrotom 10 sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet, und insoweit erfolgt hier keine erneute Beschrei bung.

Die Halterungsplatte 6P dieses Mikrotoms 10P weist Seiten wände 61 und 62 auf, einen Montagebock 63 sowie Führungs stangen 63A und 63B identisch zu jenen bei der voranstehend geschilderten Halterungsplatte 6, jedoch keine Übertragungs hebelstufe 64. Der Übertragungshebel 5P ist zwischen Füh rungsschienen 63A und 63B angebracht, und wird drehbar gehal tert über eine Halterungswelle 64a auf einem Übertragungs hebelhalter 64P, der durch einen Befestigungsbolzen 64Pa auf den Führungsschienen 63A und 63B befestigt ist. Während einer Grobpositionierung des Übertragungshebels 5P in Richtung der X-Achse, bevor das Schneiden durchgeführt werden kann, ist es daher möglich, eine Positionierung in Richtung der X-Achse durch eine X-Y-Achsenstufe 24 auf der Seite des Messers durch zuführen, so daß es keinen direkten Einfluß auf den Schneid vorgang gibt.

Eine Trägerstangenstufe 65P, welche in Richtung der X-Achse eine Hin- und Herbewegung durchführt, ist entlang den Führungsschienen 63A und 63B zwischen diesen Führungsschie nen 63A und 63B auf dem Montagebock 63 vorgesehen. Diese Trägerstangenstufe 65B haltert drehbar die Trägerstange 3P und hat die Funktion, die Druckkraft von dem Übertragungs hebel 5P über die Trägerstangenstufe 65P auf die Trägerstan ge 3 zu übertragen. Die Trägerstangenstufe 65P weist einen rechteckigen, ebenen Körper 65PA auf, der zwischen den Füh rungsschienen 63A und 63B angeordnet ist, einen Trägerstan genhalter 65PB, der auf dem Körper 65PA angebracht ist, so wie einen Vorsprung 65PC, welcher die übertragene Druckkraft in Richtung der X-Achse von dem Übertragungshebel 5P auf nimmt.

Der rechteckige Körper 65PA ist mit einem parallelen Paar von Seiten entlang der X-Achse und dem anderen Paar entlang der Y-Achse angeordnet. Da er über die Rollenführung 65Pa mit den Führungsstangen 63A und 63B in Eingriff steht, ist es möglich, eine glatte Hin- und Herbewegung in Richtung der X-Achse mit hoher Genauigkeit durchzuführen, ohne ein Spiel oder einen Schub hervorzurufen.

Ein Durchgangsloch 65Pb ist in der Nähe des Trägerstangen halters 65PB in diesem Körper 65PA vorgesehen, und der Über tragungshebel 5P wird durch den voranstehend geschilderten Übertragungshalter 65P in einem Zustand gehalten, in welchem er in dieses Durchgangsloch 65Pb eingeführt ist. Die Abmes sungen dieses Durchgangslochs 65Pb sind so gewählt, daß ein Raum vor und hinter der X-Achse in bezug auf den Übertragungs hebel 5P vorgesehen ist. Dies führt dazu, daß der Übertra gungshebel 5P kein Hindernis bildet, und sich die Trägerstan genstufe 65P in Richtung der X-Achse über die Entfernung die ser Räume hin- und herbewegen kann.

Zugfeder 67P erstrecken sich zwischen dem Körper 65PA und den einzelnen Führungsschienen 63A und 63B. Daher wird auf den Körper 65PA eine Zugspannung in einer Richtung ausgeübt, in welcher ein Vorsprung 65PC, der nachstehend noch genauer erläutert wird, in Druckkontakt mit dem Übertragungshebel 5P gelangt.

Der Trägerstangenhalter 65PB ist ein Teil in Form einer qua dratischen Stange, welches vertikal an einem Ort angebracht ist, der als Schnittpunkt dient (also der zentrale Abschnitt), von zwei Diagonallinien des Körpers 65PA, und drehbeweglich die Trägerstange 3P haltert, welche die Probe S haltert. Der Trägerstangenhalter 65PB weist ein (nicht dargestelltes) Durchgangsloch in Richtung der Y-Achse auf, zum Einführen der Halterungswelle 31Pa, welche in Eingriff mit Gabelab schnitten 31Pa und 31Pb der Trägerstange 3P gelangt, die später beschrieben wird, und drehbar die Halterungswelle 31Pa mit Hilfe eines nicht gezeigten Lagers oder dergleichen haltern, welches in diesem Einführungsloch vorgesehen ist.

Andererseits sind die gegabelten Abschnitte 31PA und 31PB der Trägerstange 3 mit den Enden dieser Halterungswelle 31Pa verbunden, wodurch ermöglicht wird, daß sich die Trägerstan ge 3 in bezug auf den Trägerstangenhalter 65PB um die Halte rungswelle 31Pa herum dreht.

Diese Halterungswelle 35Pa ist in gleichen Abständen von bei den Enden in Richtung der X-Achse des voranstehend geschil derten Körpers 65PA angeordnet (L3 = L4 in Fig. 4), und der mittlere Abschnitt der Halterungswelle 35Pa in Axialrichtung liegt vertikal oberhalb des Zentrumsabschnitts des voranste hend erwähnten Körpers 65PA. Genauer gesagt wird die Halte rungswelle 35Pa unmittelbar im Zentrum des Körpers 65PA ange ordnet, und wird die Trägerstange 3P durch diese Halterungs welle 35Pa gehaltert. Die Trägerstangenstufe 65P ist daher gut ausgeglichen, sowohl in Richtung der X-Achse als auch der Y-Achse, was eine glatte Bewegung auf dem Montagebock 63 ermöglicht.

Ein Vorsprung 65PC, der in Richtung auf den Übertragungsab schnitt 52P des nachstehend noch genauer erläuterten Übertra gungshebels 5P vorspringt, ist auf der Oberfläche des Träger stangenhalters 65PB gegenüberliegend dem Übertragungshebel 5P vorgesehen. Die Spitze dieses Vorsprungs 65PC ist kugel förmig oder konvergent ausgebildet, was es gestattet, die Druckkraft von dem Übertragungshebel 5P über einen Punkt kontakt der Spitze des Vorsprungs 65PC mit dem Übertragungs abschnitt 52 des Übertragungshebels 5P zu übertragen. Selbst wenn in dem Übertragungshebel 5P in Y- und Z-Richtung Vibra tionen beim Andruck mit Punktkontakt zwischen dem Vorsprung 65PC und dem Übertragungsabschnitt 52P auftreten, vibriert nur der Übertragungshebel 5P um seinen Punktabschnittkontakt herum, und wird die Druckkraft in Richtung der X-Achse prak tisch ohne Übertragung von Vibrationen auf die Seite des Vor sprungs 65PC übertragen.

Als nächstes wird nachstehend der Übertragungshebel 5P be schrieben. Wie bei dem voranstehend geschilderten Übertra gungshebel 5 weist der Übertragungshebel 5P einen Halteab schnitt 51P auf, einen Übertragungsabschnitt 52P und einen Kontaktabschnitt 53P. Unter diesen Abschnitten ist der Hal teabschnitt 51P als Durchgangsloch ausgebildet, in welches eine Halterungswelle 64a eingeführt werden soll, die drehbar in Richtung der Y-Achse auf einer Übertragungshebelstufe 64P der Halterungsplatte 6P gehaltert wird. Der Übertragungs hebel 5P wird drehbar durch die Übertragungshebelstufe 64P um den Halteabschnitt 51P herum gehalten. Die Spitze des Vor sprungs 65PC der voranstehend erwähnten Trägerstangenstufe 65P gelangt in Kontakt mit dem Übertragungsabschnitt 52P.

Das Druckteil 71 des Hebelbewegungsmechanismus 7 gelangt in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 52P. Dies führt dazu, daß der Übertragungshebel 5P die Funktion hat, die Druckkraft in Mikroeinheiten, erzeugt durch den Hebelbewegungsmechanismus 7, auf die Trägerstange 3P über die Trägerstangenstufe 65P zu übertragen, als Bewegungsvorgang in Richtung der X-Achse.

Der Halteabschnitt 51P, der Übertragungsabschnitt 52P und der Kontaktabschnitt 53P, die voranstehend beschrieben wur den, sind entlang einer Linie angeordnet, und die Entfernung zwischen dem Kontaktabschnitt 53P und dem Halteabschnitt 51P ist auf ein Mehrfaches (vier- bis fünfmal) der Entfernung zwischen dem Halteabschnitt 51P und dem Übertragungsabschnitt 52P eingestellt. Der Übertragungshebel 5P hat dieselben Funk tionen wie der Übertragungshebel 5.

Der voranstehend geschilderte Übertragungsabschnitt 52P und der Kontaktabschnitt 53P sind im wesentlichen in der Mitte der Breite in Richtung der Y-Achse des Übertragungshebels 5P angeordnet, was dazu führt, daß es möglich ist, den Kontakt zustand des Vorsprungs 65PC und des Druckteils 71 in gutem Gleichgewicht zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine V-för mige Nut oder eine kleine Ausnehmung in dem Übertragungs abschnitt 52P und dem Kontaktabschnitt 53P zu dem Zweck vor gesehen sein, wirksam einen Haltezustand aufrechtzuerhalten, durch Ausschluß einer Positionsverschiebung oder dergleichen des Vorsprungs 65PC und des Druckteils 71.

Als nächstes wird nachstehend die Trägerstange 3P beschrie ben. Wie bei der voranstehend geschilderten Trägerstange 3P weist die Trägerstange 3P einen Probenhalter 32 und eine Schrägstufe 33 am vorderen Ende auf, und verzweigt sich das andere Ende (das linke Ende in Fig. 11) gabelförmig. Im ein zelnen ist die Trägerstange 3P im wesentlichen insgesamt Y-förmig ausgebildet. Zwei Schenkel des Gabelabschnitts 31PA und 31PB sind an den beiden Seiten des Trägerstangenhalte abschnitts 65P in Richtung der Y-Achse angeordnet, mit dem Trägerstangenhalterabschnitt 65PB der Trägerstangenstufe 65P dazwischen, und sind einzeln mit beiden Enden der voranste hend geschilderten Halterungswelle 31Pa verbunden. Daher wird die Trägerstange 3P durch die Trägerstangenstufe 65P um die Halterungswelle 31Pa herum drehbar gehaltert.

Diese Trägerstange 3P ist deswegen im wesentlichen Y-förmig ausgebildet, um eine große Breite auf der Seite des Dreh punkts sicherzustellen, und die Halterungswelle 31Pa erstreckt sich in Richtung der Y-Achse. Die Trägerstange 3P ist daher stabil in Richtung der Y-Achse, was dazu führt, daß das Auf treten von Schwingungen wirksam verhindert werden kann.

Bei dem Mikrotom 10P mit dem voranstehend geschilderten Auf bau bewegt sich die Trägerstange 3P bei einer Bewegung in Richtung der X-Achse zusammen mit der Trägerstangenstufe 65P. Genauer gesagt wird, wenn die von der Trägerstange 3P gehal tene Probe S näher an die Seite des Messers 21 gebracht wird, der Kontaktabschnitt 53P des Übertragungshebels 5P über das Druckteil 71 des Hebelbewegungsmechanismus 7 angedrückt, und wird die Oszillationskraft auf den gesamten Übertragungshebel 5P ausgeübt. Zusammen mit der Oszillation des Übertragungs hebels 5P wird der Vorsprung 65PC durch den Übertragungsab schnitt 52P druckbeaufschlagt, und bewegt sich die gesamte Trägerstangenstufe 65P in Richtung der X-Achse in Fig. 10 nach rechts. Gleichzeitig bewegt sich die von der Trägerstan genstufe 65P gehalterte Trägerstange 3P in derselben Richtung.

Wenn die von der Trägerstange 3P gehaltene Probe S anderer seits von dem Messer 21 getrennt wird, so zieht sich das Druckteil 71 des Hebelbewegungsmechanismus 7 in Gegenrichtung zur Druckwirkung zurück. Der Körper 65PA der Trägerstangen stufe 65P, der ständig die Zugspannung der Zugfedern 67P empfängt, bewegt sich insgesamt in Fig. 10 nach links, nach dem sich der Vorsprung 65PC von dem Druckzustand von dem Übertragungsabschnitt 52B des Übertragungshebels 5P gelöst hat. Daher bewegt sich die von der Trägerstangenstufe 65P gehaltene Trägerstange 3P in derselben Richtung.

Die Operationen der einzelnen Bauteile werden auf dieselbe Weise durchgeführt wie bei dem Mikrotom 10.

Wie voranstehend geschildert wird bei dieser zweiten Ausfüh rungsform die Trägerstange 3P durch die an der Basis 1 be festigte Halterungsplatte 6 gehalten. Daher wird die Träger stange 3 in einem stabilen Zustand gehalten, und ist sie selbst während der Bewegung oder Drehung der Trägerstange 3P in Richtung der X-Achse kaum auf den Einfluß von Schwin gungen empfindlich, die von den anderen Bauteilen der Vor richtung oder von außen herrühren. Dies führt dazu, daß es möglich ist, wirksam eine Positionsverschiebung oder einen Positionsfehler zu verhindern, und daher das Schneiden eines besonders dünnen Schnitts mit hoher Genauigkeit zu ermög lichen.

Da die Trägerstangenstufe 65P die Trägerstange 3P im zentra len Abschnitt der Trägerstangenstufe 65P haltert, ist es einfach, einen ausgeglichenen Zustand in Richtung der X-Achse als auch in Richtung der Y-Achse aufrechtzuerhalten. Wenn sich die Trägerstangenstufe 65P in der Richtung der X-Achse bewegt, oder sich die Trägerstange 3P dreht, ist die Träger stangenstufe 65P kaum auf Vibrationen in Richtung der X-Achse oder in Richtung der Y-Achse empfindlich, was dazu führt, daß es möglich ist, die Auswirkungen von Vibrationen zu ver ringern, und das Schneiden eines besonders dünnen Schnitts mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen.

Wie voranstehend geschildert wird bei dem Mikrotom gemäß der vorliegenden Erfindung die Trägerstange durch die an der Basis befestigte Halterungsplatte gehalten. Daher wird die Trägerstange in einem stabilen Zustand gehaltert, und ist selbst während einer Bewegung oder einer Drehung der Träger stange in Richtung der X-Achse kaum auf Vibrationen empfind lich, die von anderen Bauteilen der Vorrichtung oder von außen herrühren, wodurch es möglich ist, wirksam eine Posi tionsverschiebung oder einen Positionsfehler zu verhindern, und das Schneiden eines besonders dünnen Abschnitts mit höhe rer Genauigkeit durchzuführen.

Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 9-14598, die am 10. Januar 1997 eingereicht wurde, ein schließlich Beschreibung, Ansprüchen, Zeichnungen und Zusam menfassung, wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmel dung insgesamt eingeschlossen.

Claims

1. Mikrotom, welches aufweist:
eine Basis;
ein Messer zum Schneiden einer Probe;
einen Messerhalter, der auf der Basis angebracht ist und das Messer haltert;
eine Trägerstange, welche die Probe an ihrem vorderen Ende trägt, und sich in Vertikalrichtung mit ihrem hinte ren Ende als Drehpunkt bewegt;
eine Stangenbewegungsvorrichtung, welche die Trägerstange haltert, und die Trägerstange zu einer Bewegung in Verti kalrichtung veranlaßt;
einen Übertragungshebel, welcher eine Bewegungskraft über trägt, um das vordere Ende der Trägerstange dem Messer zuzuführen;
eine Halterungsplatte, die auf der Basis angebracht ist, und den Übertragungshebel drehbar haltert;
eine Zugfeder, welche die Trägerstange zum Übertragungs hebel hin zieht; und
einen Hebelbewegungsmechanismus, der in Kontakt mit dem Übertragungshebel auf einer kleinen Fläche steht, und auf diesen drückt.

2. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Übertragungshebel eine Ausnehmung aufweist, welche das hintere Ende der Trägerstange haltert, und
daß die Stangenbewegungsvorrichtung mit einer Vorrichtung versehen ist, um die Trägerstange zu einer Bewegung in Vertikalrichtung zu bewegen, wobei der Kontaktpunkt der Ausnehmung und des hinteren Endes der Trägerstange als Zentralpunkt dienen.

3. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelbewegungsmechanismus mit einem Druckteil versehen ist, welches ein scharfes Vorderende in Kontakt mit dem Übertragungshebel aufweist.

4. Mikrotom nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelbewegungsmechanismus aufweist:
eine Vorschubvorrichtung, welche das Druckteil in einer Richtung in einem bestimmten Winkel zu einer Richtung im rechten Winkel zur Druckrichtung in einer Ebene antreibt, die sich entlang der Druckrichtung des Druckteils er streckt; und
eine weitere Vorschubvorrichtung, welche das Druckteil in einer Richtung in einem bestimmten Winkel zur Gegenrich tung zu jener der einen Vorschubvorrichtung zu einer Rich tung im rechten Winkel zur Druckrichtung in der Ebene an treibt, um das Druckteil in der Druckrichtung zusammen mit der einen Vorschubvorrichtung anzutreiben.

5. Mikrotom nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Vorschubvorrichtung und die andere Vorschubvorrich tung jeweils versehen ist mit:
einer Bewegungsstufe, welche eine Hin- und Herbewegung durchführt;
einem Montagekörper, auf welchem die Bewegungsstufe ange bracht ist;
einer Führung, welche die Hin- und Herbewegung der Bewe gungsstufe in bezug auf den Montagekörper führt; und
einen Linearmotor, der zwischen der Bewegungsstufe und dem Montagekörper vorgesehen ist, und die Bewegung der Bewegungsstufe hervorruft.

6. Mikrotom nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Vorschubvorrichtung, welche das Druckteil dadurch fest anbringt, daß das Druckteil dadurch gehalten wird, daß der bestimmte Winkel aufrechterhalten wird, auf der anderen Vorschubvorrichtung vorgesehen ist, während der bestimmte Winkel in bezug auf das Druckteil auf der ande ren Vorschubvorrichtung aufrechterhalten wird.

7. Mikrotom nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Steuerabschnitt zum Steuern des Linearmotors vorgesehen ist; und
daß der Steuerabschnitt mit einer Berechnungsfunktion für das Ausmaß des Antriebs versehen ist, um das Ausmaß des Antriebs des Linearmotors aus den bestimmten Winkeln der einen Vorschubvorrichtung und der anderen Vorschub vorrichtung zu berechnen, in Reaktion auf eine Solldicke der Probe, die von dem Messer geschnitten werden soll.

8. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende der Trägerstange mit einer keilförmigen Kante versehen ist, die in Kontakt mit der Ausnehmung des Übertragungshebels gelangt.

9. Mikrotom nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kante der Trägerstange eine größere Breite in einer Richtung im rechten Winkel zur Vorschubrichtung der Trä gerstange in einer Ebene aufweist, welche sich entlang der Vorschubrichtung erstreckt, als die Breite des vor deren Endes der Trägerstange beträgt; und
daß die Breite einer Nut des Übertragungshebels größer ist als die Breite des vorderen Endes der Trägerstange, und kleiner als die Breite der Kante der Trägerstange.

10. Mikrotom nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zugfeder an beiden Seiten in Richtung der Breite auf der Seite des vorderen Endes der Kante der Trägerstange angeordnet ist; und
daß die Kante der Trägerstange eine gerade und scharfe Spitze aufweist, welche gegen die Ausnehmung des Über tragungshebels durch die Zugfeder angedrückt werden soll.

11. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangenbewegungsvorrichtung mit einer Drehwelle ver sehen ist, die auf einer Seitenwand drehbar angebracht ist, die gleichzeitig mit der Halterungsplatte vorgese hen ist, mit einem exzentrischen Nocken, der fest an der Drehwelle angebracht ist, wogegen er von der Zentrums achse der Drehwelle abweicht, und bei welchem der Außen umfang in Kontakt mit der Trägerstange gelangt, sowie mit einem Motor, welcher die Drehung der Drehwelle her vorruft.

12. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugfeder vorgesehen ist, welche die Trägerstange in Richtung auf den exzentrischen Nocken zieht.

13. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halterungsplatte zwei Seitenwände aufweist, die auf recht auf der Basis angeordnet sind, wobei der Hebel bewegungsmechanismus dazwischen angeordnet ist, sowie einen Montagebock, der oberhalb des Hebelbewegungsmecha nismus und zwischen den Seitenwänden vorgesehen ist; und
daß der Übertragungshebel auf diesem Montagebock ange bracht ist.

14. Mikrotom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufe für die Trägerstange, welche die Trägerstange drehbar haltert, und eine Druckkraft von dem Übertra gungshebel auf die Trägerstange überträgt, gleichzeitig für die Trägerstange vorgesehen ist.