(57)【要約】【課題】包埋ブロックが回転軸回りに回転されるときに、回転前後での包埋ブロックの切削面の面合わせを高精度に効率良く行い、且つ回転後における包埋ブロックの切削の作業効率を向上させること。【解決手段】刃先２ａを有するカッター２と、包埋ブロックを支持する支持体３と、包埋ブロックに対して刃先を走行面Ｓ２上で走行させる移動手段と、走行面に対して支持体を傾斜させる傾斜手段５と、走行面に対する支持体の傾斜角を調整する主制御部と、傾斜角を記憶する記憶部と、走行面と直交する回転軸回りの包埋ブロック回転時、回転前包埋ブロックに対する回転後包埋ブロックの回転軸回りの回転角を取得する回転角取得部と、前記回転時に回転前後の切削面Ｂ１が面一になるように前記傾斜角と前記回転角とに基づいて回転後傾斜角を演算する演算部とを備え、前記回転時に走行面に対する支持体の傾斜角を前記回転後傾斜角に主制御部が調整する切削装置を提供する。【選択図】図２
2010185840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体試料が包埋された包埋ブロックを切削する切削装置であって、
前記包埋ブロックを切削する刃先を有するカッターと、
前記包埋ブロックを支持する支持体と、
前記カッターと前記支持体とを一方向に沿って相対的に前進移動させて前記包埋ブロックに対して前記刃先を相対的に走行面上で走行させ、前記刃先により前記包埋ブロックを切削する移動手段と、
前記走行面に対して前記支持体を傾斜させる傾斜手段と、
前記傾斜手段を制御し、前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を調整する主制御部と、
前記傾斜角を記憶する記憶部と、
前記走行面と直交する回転軸回りに前記包埋ブロックが回転されるときに、回転前の前記包埋ブロックに対する回転後の前記包埋ブロックの前記回転軸回りの回転角を取得する回転角取得部と、
前記回転軸回りに前記包埋ブロックが回転されるときに、回転前の前記包埋ブロックの切削面と回転後の前記包埋ブロックの切削面とが面一になるように、前記記憶部に記憶された回転前の傾斜角と前記回転角取得部に取得された前記回転角とに基づいて回転後の回転後傾斜角を演算する演算部と、
を備え、
前記主制御部は、前記回転軸回りに前記包埋ブロックが回転されるときに、前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を、前記演算部に演算された前記回転後傾斜角に前記傾斜手段により調整することを特徴とする切削装置。
【請求項２】
請求項１記載の切削装置であって、
前記傾斜手段は、前記走行面に平行で且つ互いに直交する第１軸及び第２軸の各軸回りに前記支持体をそれぞれ回動させ、前記走行面に対して前記支持体を前記第１軸回り及び前記第２軸回りにそれぞれ傾斜させる第１回動手段及び第２回動手段を備え、
前記主制御部は、前記第１回動手段により前記走行面に対する前記支持体の前記第１軸回りの第１傾斜角を調整すると共に、前記第２回動手段により前記走行面に対する前記支持体の前記第２軸回りの第２傾斜角を調整して前記支持体の傾斜角を調整し、
前記演算部は、前記回転後傾斜角として回転後第１傾斜角及び回転後第２傾斜角を、前記記憶部に記憶された回転前の第１傾斜角及び第２傾斜角と、前記回転角取得部に取得された前記回転角と、に基づいて演算することを特徴とする切削装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の切削装置であって、
前記支持体に支持された前記包埋ブロックを把持及び把持解除可能に形成されると共に、把持した前記包埋ブロックを前記回転軸回りに回転させる回転手段を備え、
前記支持体は、前記包埋ブロックを着脱可能に支持し、
前記主制御部は、前記回転手段を制御し、前記包埋ブロックを前記回転軸回りに前記回転角だけ回転させ、
前記回転角取得部は、前記回転手段から前記回転角を取得することを特徴とする切削装置。
【請求項４】
請求項３記載の切削装置であって、
前記主制御部は、
前記回転手段により前記包埋ブロックを前記回転軸回りに回転させるときに、
前記傾斜手段により前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を予め決められた着脱角に調整し、
その後、前記支持体に支持された前記包埋ブロックを、前記回転手段により把持して前記支持体から離脱させて前記回転軸回りに前記回転角だけ回転させた後、前記支持体に装着して把持解除し、
その後、前記傾斜手段により前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を、前記着脱角から、前記演算部に演算された前記回転後傾斜角に調整することを特徴とする切削装置。
【請求項５】
生体試料が包埋された包埋ブロックを切削する刃先を有するカッターと、
前記包埋ブロックを支持する支持体と、
前記カッターと前記支持体とを一方向に沿って相対的に前進移動させて前記包埋ブロックに対して前記刃先を相対的に走行面上で走行させ、前記刃先により前記包埋ブロックを切削する移動手段と、
前記走行面に対して前記支持体を傾斜させる傾斜手段と、
を備える切削装置を用いて前記包埋ブロックを切削する切削方法であって、
前記傾斜手段により前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を調整すると共に、前記傾斜角を記憶する傾斜工程と、
傾斜された前記支持体と前記カッターとを前記移動手段により前記一方向に沿って相対的に前進移動させ、前記刃先により前記包埋ブロックを切削する移動工程と、
前記移動工程の後、前記走行面と直交する回転軸回りに前記包埋ブロックを回転させる回転工程と、
を備え、
前記回転工程において、
回転前の前記包埋ブロックに対する回転後の前記包埋ブロックの前記回転軸回りの回転角を取得する回転角取得工程と、
回転前の前記包埋ブロックの切削面と回転後の前記包埋ブロックの切削面とが面一になるように、前記傾斜工程で記憶された回転前の傾斜角と前記回転角取得工程で取得された前記回転角とに基づいて回転後の回転後傾斜角を演算する演算工程と、
前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を、前記演算工程で演算された前記回転後傾斜角に前記傾斜手段により調整する傾斜調整工程と、
を行うことを特徴とする切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切削装置及び切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、新薬開発において臨床試験に先立ち、実験動物による毒性試験や病理検査等が行われている。これらの試験や検査は、スライドガラス等の基板上に、厚さが数μｍ（例えば、３μｍ〜５μｍ）の薄切片が固定された薄切片標本を用いて行われるものである。薄切片としては、薬物を投与したネズミやウサギ等の実験動物を剖検し、病理検査のために薄切りしたものが使用されている。また、種々の部位（例えば、脳や肺等）毎に作製されている。
【０００３】
このような薄切片を作製する装置として、専用の薄切り装置であるミクロトームが知られている。ここで、ミクロトームを利用して薄切片を作製する一般的な方法について説明する。
まず、ホルマリン固定された生物や動物等の生体試料をパラフィン置換した後、更に周囲をパラフィンで固めて強固にして、ブロック状態の包埋ブロックを作製する。
次に、この包埋ブロックをミクロトームにセットして、粗削り（面出し）を行う。この粗削りによって、切削された包埋ブロックの表面である切削面が平滑面となると共に、実験や観察の対象物である包埋された生体試料が切削面に露出した状態となる。
粗削りが終了した後、本削りを行う。これは、ミクロトームが有するカッターにより、包埋ブロックを上述した厚みで極薄に切削、つまり薄切する工程である。
以上により、薄切片を得ることができる。
【０００４】
ところで、包埋ブロックを粗削り或いは本削りする際に、カッターの刃先が走行する走行面に対する包埋ブロックの傾きを調整する必要がある。これは、包埋ブロックを余分に切削することを防止するためや、生体試料の所望する面を切削面に露出させるためである。
そこで、切削装置として、下記特許文献１に示されるように、一仮想平面に沿って移動するカッター（切断刃）と、包埋ブロックが載置される支持台と、一仮想平面上で互いに直交する２軸回りにそれぞれ支持台を回動させる回動機構と、を備える構成が知られている。この切削装置によれば、回転機構により支持台を２軸回りにそれぞれ回動させることで、前記走行面と平行な一仮想平面に対する包埋ブロックの傾きを調整することができる。
【０００５】
ところで、カッターにより包埋ブロックをこの包埋ブロックの一方側から切削するときに、包埋ブロックの切削面がささくれ立ってしまうことがある。このささくれは、包埋ブロックを前記一方側から切削し続けると新たな切削面にも同様に生じてしまうものの、前記一方側とは異なる方向から包埋ブロックを切削すると抑制できることが知られている。そこで、前述したミクロトームや切削装置を用いて包埋ブロックを切削するに際し切削面にささくれが発生した場合、このささくれを抑制するための装置構成上実用的な方法として、包埋ブロックを前記走行面に直交する回転軸回りに回転させ、この包埋ブロックをカッターに対して方向転換させることが考えられる。
【０００６】
ここで、包埋ブロックを前記回転軸回りに回転させる前に包埋ブロックを傾けていた場合には、包埋ブロックを傾けることによる前述の効果を維持するために、つまり、包埋ブロックを余分に切削することを防止すると共に、生体試料の所望する面を切削面に露出させるために、回転前の包埋ブロックの切削面と回転後の包埋ブロックの切削面とが面一になるように面合わせする必要がある。この面合わせを前述した特許文献１に示される切削装置で行う場合には、包埋ブロックを回転軸回りに回転させると共に、回動機構により支持台をカッターに対して回動させて支持台の傾きを調整することで行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−０２０２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の切削装置では、包埋ブロックの回転前後での切削面の面合わせのための支持台の傾きの調整を装置の操作者が行うため、操作者に作業負荷がかかっていた。更に、この調整は、切削面を目視しながら行うものであり、面合わせには操作者の習熟が必要であった。
また、習熟された操作者であっても目視しながら行う面合わせには時間を要するため、作業効率が悪かった。加えて、習熟された操作者であっても高精度に面合わせすることは困難であるため、回転前の包埋ブロックの切削面に対して回転後の包埋ブロックの切削面はどうしても傾いてしまい、その結果、包埋ブロックを余分に切削することになり、この点においても作業効率が悪かった。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、包埋ブロックが回転軸回りに回転されるときに、回転前後での包埋ブロックの切削面の面合わせを高精度に効率良く行い、且つ回転後における包埋ブロックの切削の作業効率を向上させることができる切削装置及び切削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る切削装置は、生体試料が包埋された包埋ブロックを切削する切削装置であって、前記包埋ブロックを切削する刃先を有するカッターと、前記包埋ブロックを支持する支持体と、前記カッターと前記支持体とを一方向に沿って相対的に前進移動させて前記包埋ブロックに対して前記刃先を相対的に走行面上で走行させ、前記刃先により前記包埋ブロックを切削する移動手段と、前記走行面に対して前記支持体を傾斜させる傾斜手段と、前記傾斜手段を制御し、前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を調整する主制御部と、前記傾斜角を記憶する記憶部と、前記走行面と直交する回転軸回りに前記包埋ブロックが回転されるときに、回転前の前記包埋ブロックに対する回転後の前記包埋ブロックの前記回転軸回りの回転角を取得する回転角取得部と、前記回転軸回りに前記包埋ブロックが回転されるときに、回転前の前記包埋ブロックの切削面と回転後の前記包埋ブロックの切削面とが面一になるように、前記記憶部に記憶された回転前の傾斜角と前記回転角取得部に取得された前記回転角とに基づいて回転後の回転後傾斜角を演算する演算部と、を備え、前記主制御部は、前記回転軸回りに前記包埋ブロックが回転されるときに、前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を、前記演算部に演算された前記回転後傾斜角に前記傾斜手段により調整することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る切削装置においては、回転軸回りに包埋ブロックが回転されるときに、まず、回転角取得部が、前記回転角を取得する。次いで、演算部が、記憶部に記憶された回転前の傾斜角と回転角取得部に取得された回転角とに基づいて回転後の回転後傾斜角を演算する。この際、回転前の包埋ブロックの切削面と回転後の包埋ブロックの切削面とが面一になるように回転後傾斜角を演算する。そして、主制御部が、走行面に対する支持体の傾斜角を、演算部に演算された回転後傾斜角に調整する。
以上に示したように、演算部が、回転前の包埋ブロックの切削面と回転後の包埋ブロックの切削面とが面一になるように回転後傾斜角を演算すると共に、主制御部が、走行面に対する支持体の傾斜角を回転後傾斜角に調整するので、操作者の作業負荷を軽減し、且つ回転前後での包埋ブロックの切削面の面合わせを高精度に効率良く行うことができる。従って、包埋ブロックの回転後、直ちに包埋ブロックの切削を開始することができ、しかも、回転前の包埋ブロックの切削面に対して回転後の包埋ブロックの切削面が傾くことに起因する余分な切削を抑制することが可能となり、包埋ブロック回転後の切削の作業効率を向上させることができる。
【００１２】
また、前記傾斜手段は、前記走行面に平行で且つ互いに直交する第１軸及び第２軸の各軸回りに前記支持体をそれぞれ回動させ、前記走行面に対して前記支持体を前記第１軸回り及び前記第２軸回りにそれぞれ傾斜させる第１回動手段及び第２回動手段を備え、前記主制御部は、前記第１回動手段により前記走行面に対する前記支持体の前記第１軸回りの第１傾斜角を調整すると共に、前記第２回動手段により前記走行面に対する前記支持体の前記第２軸回りの第２傾斜角を調整して前記支持体の傾斜角を調整し、前記演算部は、前記回転後傾斜角として回転後第１傾斜角及び回転後第２傾斜角を、前記記憶部に記憶された回転前の第１傾斜角及び第２傾斜角と、前記回転角取得部に取得された前記回転角と、に基づいて演算しても良い。
【００１３】
この場合、前記第１軸と前記第２軸とが直交しているので、主制御部が、第１回動手段及び第２回動手段それぞれを制御することで、走行面に対して支持体を自在に傾斜させることができる。
また、演算部が、走行面に平行な前記第１軸及び前記第２軸回りの第１傾斜角及び第２傾斜角に基づいて回転後第１傾斜角及び回転後第２傾斜角を演算するので、回転後傾斜角を容易に効率良く演算することが可能となり、回転前後での切削面の面合わせをより効率良く行うことができる。
【００１４】
また、前記支持体に支持された前記包埋ブロックを把持及び把持解除可能に形成されると共に、把持した前記包埋ブロックを前記回転軸回りに回転させる回転手段を備え、前記支持体は、前記包埋ブロックを着脱可能に支持し、前記主制御部は、前記回転手段を制御し、前記包埋ブロックを前記回転軸回りに前記回転角だけ回転させ、前記回転角取得部は、前記回転手段から前記回転角を取得しても良い。
【００１５】
この場合、まず、主制御部が、支持体に支持された包埋ブロックを回転手段により把持して支持体から離脱させる。次いで、主制御部が、回転手段により包埋ブロックを回転軸回りに回転角だけ回転させる。次いで、主制御部が、回転手段により包埋ブロックを支持体に装着させて把持解除する。以上より、主制御部が回転手段により包埋ブロックを前記回転軸回りに回転させることができ、操作者の作業負荷を一層軽減することができる。
また、回転手段が包埋ブロックを回転軸回りに回転させる際に、回転角取得部が、回転手段から回転角を取得するので、例えば回転後傾斜角を演算するためだけに回転角取得部に回転角を入力する場合に比べて、回転前後での包埋ブロックの切削面の面合わせをより効率良く行うことができる。
【００１６】
また、前記主制御部は、前記回転手段により前記包埋ブロックを前記回転軸回りに回転させるときに、前記傾斜手段により前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を予め決められた着脱角に調整し、その後、前記支持体に支持された前記包埋ブロックを、前記回転手段により把持して前記支持体から離脱させて前記回転軸回りに前記回転角だけ回転させた後、前記支持体に装着して把持解除し、その後、前記傾斜手段により前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を、前記着脱角から、前記演算部に演算された前記回転後傾斜角に調整しても良い。
【００１７】
この場合、回転手段により包埋ブロックを支持体から離脱あるいは支持体に装着する際、支持体の傾斜角がいずれも前記着脱角となっているので、回転手段により包埋ブロックを把持するとき及び把持解除するときのそれぞれにおいて、回転手段と支持体との相対的な位置関係を略同等なものとすることができる。従って、包埋ブロックを回転軸回りに回転させる際に回転手段の制御を容易なものとすることが可能となり、回転前後での包埋ブロックの切削面の面合わせをより一層効率良く行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係る切削方法は、生体試料が包埋された包埋ブロックを切削する刃先を有するカッターと、前記包埋ブロックを支持する支持体と、前記カッターと前記支持体とを一方向に沿って相対的に前進移動させて前記包埋ブロックに対して前記刃先を相対的に走行面上で走行させ、前記刃先により前記包埋ブロックを切削する移動手段と、前記走行面に対して前記支持体を傾斜させる傾斜手段と、を備える切削装置を用いて前記包埋ブロックを切削する切削方法であって、前記傾斜手段により前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を調整すると共に、前記傾斜角を記憶する傾斜工程と、傾斜された前記支持体と前記カッターとを前記移動手段により前記一方向に沿って相対的に前進移動させ、前記刃先により前記包埋ブロックを切削する移動工程と、前記移動工程の後、前記走行面と直交する回転軸回りに前記包埋ブロックを回転させる回転工程と、を備え、前記回転工程において、回転前の前記包埋ブロックに対する回転後の前記包埋ブロックの前記回転軸回りの回転角を取得する回転角取得工程と、回転前の前記包埋ブロックの切削面と回転後の前記包埋ブロックの切削面とが面一になるように、前記傾斜工程で記憶された回転前の傾斜角と前記回転角取得工程で取得された前記回転角とに基づいて回転後の回転後傾斜角を演算する演算工程と、前記走行面に対する前記支持体の傾斜角を、前記演算工程で演算された前記回転後傾斜角に前記傾斜手段により調整する傾斜調整工程と、を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る切削方法では、回転工程において、前記回転角を取得する回転角取得工程を行う。次いで、傾斜工程で記憶された回転前の傾斜角と回転工程で取得された回転角とに基づいて回転後の回転後傾斜角を演算する演算工程を行う。この際、回転前の包埋ブロックの切削面と回転後の包埋ブロックの切削面とが面一になるように回転後傾斜角を演算する。そして、走行面に対する支持体の傾斜角を、演算工程で演算された回転後傾斜角に調整する傾斜調整工程を行う。
以上に示したように、演算工程において、回転前の包埋ブロックの切削面と回転後の包埋ブロックの切削面とが面一になるように回転後傾斜角を演算すると共に、傾斜調整工程において、走行面に対する支持体の傾斜角を回転後傾斜角に調整することから、例えば操作者が切削面を目視しながら面合わせする必要がないので、操作者の作業負荷を軽減し、且つ回転前後での包埋ブロックの切削面の面合わせを高精度に効率良く行うことができる。従って、包埋ブロック回転後の切削において、回転前の包埋ブロックの切削面に対して回転後の包埋ブロックの切削面が傾くことに起因する余分な切削を抑制することが可能となり、作業効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る切削装置及び切削方法によれば、包埋ブロックが回転軸回りに回転されるときに、回転前後での包埋ブロックの切削面の面合わせを高精度に効率良く行い、且つ回転後における包埋ブロックの切削の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄切装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す薄切装置の要部の側面図である。
【図３】図１に示す薄切装置の制御ブロック図である。
【図４】図１に示す薄切装置を用い、走行面に対して傾いた状態で切削された包埋ブロックの一例を示す平面図である。
【図５】図４に示すＡ−Ａ矢視断面図である。
【図６】図４に示すＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図７】図４に示す状態から回転軸回りに９０度回転された包埋ブロックを示す平面図である。
【図８】図７に示すＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図９】図７に示すＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図１０】図４に示す状態から回転軸回りに１８０度回転された包埋ブロックを示す平面図である。
【図１１】図１０に示すＥ−Ｅ矢視断面図である。
【図１２】図１０に示すＦ−Ｆ矢視断面図である。
【図１３】図４に示す状態から回転軸回りに２７０度回転された包埋ブロックを示す平面図である。
【図１４】図１３に示すＧ−Ｇ矢視断面図である。
【図１５】図１３に示すＨ−Ｈ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、切削装置１は、生体試料Ａが包埋された略直方体の包埋ブロックＢを切削する装置である。この切削装置１は、包埋ブロックＢの切削面Ｂ１に生体試料Ａの所望の面を露出させる過程で使用される。
生体試料Ａは、例えば、人体や実験動物等から取り出した臓器などの組織であり、医療分野、製薬分野、食品分野、生物分野などで適時選択されるものである。また、包埋ブロックＢは、上記のような生体試料Ａを包埋剤によって包埋、即ち周囲を覆い固めたものである。なお、本実施形態では、包埋ブロックＢは直方体状のカセットＣ上に固定されている。
以下、切削装置１の構成について説明する。
【００２３】
図１から図３に示すように、切削装置１は、包埋ブロックＢを切削する刃先２ａを有するカッター２と、包埋ブロックＢを支持する支持体３と、カッター２と支持体３とを水平面Ｈと平行なＸ方向（一方向）に沿って相対的に進退移動させて包埋ブロックＢに対して刃先２ａを相対的に走行面Ｓ２上で走行させる移動手段４と、走行面Ｓ２に対して支持体３を傾斜させる傾斜手段５と、移動手段４及び傾斜手段５を制御する制御部６と、を備えている。更に、本実施形態では、支持体３に支持された包埋ブロックＢを把持及び把持解除可能に形成されると共に、把持した包埋ブロックＢを走行面Ｓ２と直交するＺ方向に沿った回転軸Ａ７回りに回転させるカセットローダ（回転手段）７と、Ｚ方向に沿って支持体３とカッター２とを相対的に進退移動させるＺステージ８と、を備え、これらカセットローダ７及びＺステージ８も制御部６により制御されている。
【００２４】
図１に示すように、支持体３は、包埋ブロックＢを着脱可能に支持している。本実施形態では、支持体３は、包埋ブロックＢをＺ方向で支持する平坦な支持面Ｓ３を有する土台部３ａと、包埋ブロックＢを支持面Ｓ３上で位置決めするホルダ部３ｂと、を備えている。図示の例では、ホルダ部３ｂは、Ｚ方向視でＬ字状に形成された４つの固定部材３ｃで構成されている。４つの固定部材３ｃは、包埋ブロックＢが固定されたカセットＣがこれらの固定部材３ｃの内側に挿入されたときに、そのカセットＣの４つの角部にそれぞれ対応して当接するように支持面Ｓ３上に配設されている。これにより、４つの固定部材３ｃの内側に挿入されたカセットＣ上の包埋ブロックＢは、カセットＣが対応する各固定部材３ｃの内面に当接して支持面Ｓ３上で位置決めされる。また、各固定部材３ｃは、支持面Ｓ３上で互いに離間して配設されており、これら固定部材３ｃの端部間には隙間があいている。
【００２５】
図２に示すように、カッター２は、図示しない固定手段で互いに固定された固定台９とホルダ１０との間に着脱可能に挟持され、固定されて交換可能とされている。本実施形態では、カッター２は、刃先２ａが水平面Ｈと平行となるように固定されている。なお、刃先２ａは、一定方向に延在するように形成されている。
移動手段４は、固定台９及びホルダ１０を、固定されたカッター２が支持体３に刃先２ａを向けてＸ方向に離間した位置である待機位置から支持体３の上方を超えるまでの範囲でＸ方向に沿って進退移動させる。これにより、移動手段４は、固定台９及びホルダ１０に固定されたカッター２を、支持体３に支持された包埋ブロックＢに対して相対的に進退移動させ、カッター２の刃先２ａにより包埋ブロックＢを切削することができる。また、本実施形態では、カッター２の刃先２ａが水平面Ｈと平行になるように配置されていることから、カッター２の刃先２ａが走行する走行面Ｓ２は水平面Ｈと平行になる。
【００２６】
傾斜手段５は、走行面Ｓ２に平行で且つ互いに直交する第１軸及び第２軸の各軸回りに支持体３をそれぞれ回動させ、走行面Ｓ２に対して支持体３を前記第１軸回り及び前記第２軸回りにそれぞれ傾斜させるＸ回動手段（第１回動手段）１１及びＹ回動手段（第２回動手段）１２を備えている。本実施形態では、前記第１軸はＸ方向に沿って延びていると共に、前記第２軸はＹ方向に沿って延びている。
【００２７】
本実施形態では、Ｘ回動手段１１及びＹ回動手段１２は、形状がいずれも台状であると共に互いに重ね合わされて配設されている。図示の例では、Ｘ回動手段１１上にＹ回動手段１２が配設されていると共にＹ回動手段１２上に前記支持体３が配設され、Ｘ回動手段１１及びＹ回動手段１２は、Ｚ方向で支持体３を支持している。
Ｘ回動手段１１は、後述する主制御部１３により制御されるＸ回動モータ１１ａを備えており、このＸ回動モータ１１ａの作動により上面を走行面Ｓ２に対して前記第１軸回りに傾斜可能に形成されている。また、Ｙ回動手段１２は、後述する主制御部１３により制御されるＹ回動モータ１２ａを備えており、このＹ回動モータ１２ａの作動により上面を走行面Ｓ２に対して前記第２軸回りに傾斜可能に形成されている。
【００２８】
以上より、これらのＸ回動手段１１及びＹ回動手段１２を備える傾斜手段５により支持体３を前記第１軸回り及び前記第２軸回りに回動させ、走行面Ｓ２に対して前記第１軸回り及び前記第２軸回りにそれぞれ傾斜させることができる。
また、本実施形態では、前記第１軸と前記第２軸とが直交しているので、Ｘ回動手段１１及びＹ回動手段１２それぞれにより支持体３を傾斜させることで、走行面Ｓ２に対して支持体３を自在に傾斜させることができる。
【００２９】
そして、傾斜手段５により走行面Ｓ２に対して支持体３を傾斜させることで、走行面Ｓ２に対する包埋ブロックＢの傾きを調整することができる。
なお、本実施形態では、支持体３の支持面Ｓ３が水平面Ｈと平行になるように支持体３の傾斜が調整されている状態が、Ｘ回動手段１１及びＹ回動手段１２の各回動モータ１１ａ、１２ａが原点位置として予め設定されている。
【００３０】
Ｚステージ８は、支持体３をＺ方向に沿って移動させる。本実施形態では、Ｚステージ８は、形状が台状であると共に、支持体３をＺ方向で支持している。図示の例では、Ｚステージ８は、傾斜手段５を介して支持体３をＺ方向で支持している。また、Ｚステージ８は、後述する主制御部１３により制御される昇降モータ８ａを備えており、上面がこの昇降モータ８ａの作動によりＺ方向に沿って上昇あるいは下降することで、傾斜手段５を介して支持体３をＺ方向に沿って移動させることができる。
このように構成されたＺステージ８によれば、支持体３をＺ方向に沿って移動させることで、支持体３とカッター２とをＺ方向に沿って相対的に進退移動させ、カッター２に対する支持体３のＺ方向の位置を調整することができる。
また、本実施形態では、支持体３と、傾斜手段５と、Ｚステージ８とが包埋ブロックＢをＺ方向で支持する台部２０を構成している。
【００３１】
図１に示すように、カセットローダ７は、支持体３に支持された包埋ブロックＢを把持及び把持解除可能に形成されたハンド部７ａと、ハンド部７ａを回転軸Ａ７回りに回転可能に固定する固定プレート７ｂと、固定プレート７ｂをＺ方向に沿って移動させるガイドステージ７ｃと、ガイドステージ７ｃを支持体３の上方を通る範囲でＸ方向に沿って移動させる移動部７ｄと、を備えている。
【００３２】
図２に示すように、ハンド部７ａは、支持体３に支持された包埋ブロックＢに対して切削面Ｂ１側にＺ方向で所定の距離だけ離間した把持位置で、この包埋ブロックＢをＺ方向と直交する方向の両側から挟持して把持するように形成されている。
図１に示すように、固定プレート７ｂは、ハンド部７ａを回転軸Ａ７回りに回転可能に支持する回転モータ７ｅを備えている。
【００３３】
移動部７ｄは、一対のプーリ７ｆに巻回されてＸ方向に移動する無端ベルト７ｇと、無端ベルト７ｇに連結され、無端ベルト７ｇの移動に伴って移動するスライダ７ｈと、スライダ７ｈとガイドステージ７ｃとを連結する連結プレート７ｉと、を備えている。また、一対のプーリ７ｆのうちの一方には、このプーリ７ｆを回転させて無端ベルト７ｇを無限走行させる駆動部７ｊが接続されている。この移動部７ｄは、ガイドステージ７ｃを、支持体３の上方を通ると共に、前工程の図示しない載置台の上方を通る範囲でＸ方向に沿って移動するように形成されている。これにより、カセットローダ７は、包埋ブロックＢを支持体３上に前工程から搬送することができる。
【００３４】
このように構成されたカセットローダ７によれば、図２に示すように、移動部７ｄが支持体３の上方にハンド部７ａを移動させた後、ガイドステージ７ｃが固定プレート７ｂをＺ方向に沿って支持体３に接近するように移動させることで、支持体３に支持された包埋ブロックＢにハンド部７ａを前記把持位置まで接近させることができる。この際、ハンド部７ａは支持体３の固定部材３ｃの端部間の隙間に挿入される。また、ハンド部７ａが、包埋ブロックＢをこの包埋ブロックＢが固定されたカセットＣを介して把持した後、ガイドステージ７ｃが固定プレート７ｂをＺ方向に沿って支持体３から離間するように移動させることで、包埋ブロックＢを支持体３から離脱させることができる。そして、回転モータ７ｅが回転軸Ａ７回りにハンド部７ａを回転させて包埋ブロックＢを回転軸Ａ７回りに回転させた後、ガイドステージ７ｃが固定プレート７ｂをＺ方向に沿って支持体３に接近するように移動させることで、回転軸Ａ７回りに回転された包埋ブロックＢを支持体３に装着させることができる。
なお、これらのハンド部７ａ、回転モータ７ｅ、ガイドステージ７ｃ及び駆動部７ｊは、制御部６により制御される。
【００３５】
図３に示すように、制御部６は、傾斜手段５を制御し、走行面Ｓ２に対する支持体３の傾斜角を調整する主制御部１３と、傾斜角を記憶する記憶部１４と、走行面Ｓ２と直交する回転軸Ａ７回りに包埋ブロックＢが回転されるときに、回転前の包埋ブロックＢに対する回転後の包埋ブロックＢの回転軸Ａ７回りの回転角を取得するパルスジェネレータ（回転角取得部）１５と、回転軸Ａ７回りに包埋ブロックＢが回転されるときに、記憶部１４に記憶された回転前の傾斜角とパルスジェネレータ１５が取得した回転角とに基づいて回転後の回転後傾斜角を演算する演算部１６と、を備えている。
【００３６】
主制御部１３は、Ｘ回動手段１１により走行面Ｓ２に対する支持体３の前記第１軸回りのＸ傾斜角（第１傾斜角）を調整すると共に、Ｙ回動手段１２により走行面Ｓ２に対する支持体３の前記第２軸回りのＹ傾斜角（第２傾斜角）を調整して支持体３の傾斜角を調整できるように構成されている。本実施形態では、主制御部１３は、Ｘ回動手段１１のＸ回動モータ１１ａの原点位置からの前記第１軸回りの回転角を調整することでＸ傾斜角を調整すると共に、Ｙ回動手段１２のＹ回動モータ１２ａの原点位置からの前記第２軸回りの回転角を調整することでＹ傾斜角を調整する。なお、本実施形態では、Ｘ回動手段１１のＸ回動モータ１１ａ及びＹ回動手段１２のＹ回動モータ１２ａがそれぞれ原点位置にあるときに、Ｘ傾斜角及びＹ傾斜角はいずれも０であるものとする。
【００３７】
また、本実施形態では、主制御部１３は、カセットローダ７を制御し、支持体３に支持された包埋ブロックＢをハンド部７ａにより把持して回転軸Ａ７回り回転させることができるように構成されている。
更に、本実施形態では、主制御部１３には、各種データを外部入力可能であると共に、この主制御部１３を操作して各構成要素を操作可能な入力部１７が接続されている。入力部１７は、この切削装置１の操作者が、前述したＸ傾斜角、Ｙ傾斜角及び回転角を入力できるようなっている。
【００３８】
パルスジェネレータ１５は、傾斜手段５のＸ回動モータ１１ａ及びＹ回動モータ１２ａと、Ｚステージ８の昇降モータ８ａと、カセットローダ７の回転モータ７ｅと、にそれぞれ接続されており、各モータ７ｅ、８ａ、１１ａ、１２ａの回転数に応じてパルスを発生させる。これにより、パルスジェネレータ１５は、各モータ７ｅ、８ａ、１１ａ、１２ａの回転角をパルスとして取得することができる。また、パルスジェネレータ１５は、演算部１６及び主制御部１３に接続されており、パルスジェネレータ１５で発生されたパルスは、演算部１６及び主制御部１３に送出される。図示の例では、主制御部１３は、パルスジェネレータ１５から送出されたパルスに基づいて各モータ７ｅ、８ａ、１１ａ、１２ａの実際の回転角を検出し、この実際の回転角に応じて各モータ７ｅ、８ａ、１１ａ、１２ａをフィードバック制御するように形成されている。
【００３９】
演算部１６は、パルスジェネレータ１５から送出されたＸ回動モータ１１ａ及びＹ回動モータ１２ａの前記パルスを、記憶部１４に記憶可能なＸ傾斜角データ及びＹ傾斜角データに演算すると共に記憶部１４に送出し、各傾斜角を記憶部１４に記憶させる。
また、演算部１６は、回転後傾斜角として回転後Ｘ傾斜角（回転後第１傾斜角）及び回転後Ｙ傾斜角（回転後第２傾斜角）を、記憶部１４に記憶された回転前のＸ傾斜角及びＹ傾斜角に基づいて演算する。演算方法は後述する。
【００４０】
次に、以上に示した切削装置１を用いた包埋ブロックＢの切削方法について説明する。
始めに、この切削装置１の操作者は、入力部１７を用いて、支持体３の支持面Ｓ３が水平面Ｈと平行になるようにＸ回動手段１１及びＹ回動手段１２の各回動モータ１１ａ、１２ａを原点復帰させる初期化工程を行う。
次いで、包埋ブロックＢが固定されたカセットＣを支持体３にセットするセット工程を行う。本実施形態では、主制御部１３が、カセットローダ７により前工程から包埋ブロックＢを搬送した後、この包埋ブロックＢをカセットローダ７により支持体３にセットする。
【００４１】
次いで、Ｚステージ８により支持体３とカッター２とのＺ方向の位置を調整する調整工程を行う。本実施形態では、主制御部１３が、操作者による入力部１７を利用した入力に基づいて、主制御部１３に予め入力された調整量だけ支持体３とカッター２とを相対的にＺ方向に前進移動させる。
次いで、移動手段４により支持体３とカッター２とをＸ方向に沿って相対的に進退移動させる移動工程を行う。本実施形態では、主制御部１３が、操作者による入力部１７を利用した入力に基づいて、移動手段４によりカッター２を支持体３に対して相対的に前進移動させて包埋ブロックＢを切削した後、カッター２を支持体３に対して相対的に後退移動させる。
そして、生体試料Ａの所望する面が包埋ブロックＢの切削面Ｂ１に露出されるまで、調整工程と移動工程とをそれぞれ適宜繰り返す。
【００４２】
ここで、調整工程と移動工程とを繰り返す過程において、生体試料Ａの所望する面を切削面Ｂ１に露出させるために、走行面Ｓ２に対して包埋ブロックＢを傾ける必要が生じた場合には、傾斜手段５により走行面Ｓ２に対する支持体３の傾斜角を調整する傾斜工程を行う。本実施形態では、主制御部１３が、操作者による入力部１７を利用した入力であるＸ傾斜角及びＹ傾斜角に基づいて、傾斜手段５により支持体３のＸ傾斜角及びＹ傾斜角を調整する。
なおこの際、本実施形態では、記憶部１４は、パルスジェネレータ１５が取得した回転角に基づいて演算部１６が演算してこの演算部１６から送出されたＸ傾斜角及びＹ傾斜角をそれぞれ記憶しておく。
【００４３】
また、調整工程、移動工程及び傾斜工程を繰り返す過程において、切削面Ｂ１にささくれが生じる等して包埋ブロックＢをカッター２に対して方向転換させる必要が生じた場合には、カセットローダ７により包埋ブロックＢを回転軸Ａ７回りに回転させる回転工程を行う。ここでは、図４から図６に示すように、回転前のＸ傾斜角及びＹ傾斜角がそれぞれθ１、θ２の場合の例として説明する。
なお、本実施形態では、初期化工程において支持面Ｓ３が水平面Ｈと平行になるように調整され、また、前記第１軸がＸ方向に沿って延びると共に前記第２軸がＹ方向に沿って延びているので、図５に示すように、Ｘ方向視で水平面Ｈと支持面Ｓ３とがなす角度がＸ傾斜角θ１、図６に示すように、Ｙ方向視で水平面Ｈと支持面Ｓ３とがなす角度がＹ傾斜角θ２となる。
【００４４】
まず、主制御部１３は、傾斜手段５により走行面Ｓ２に対する支持体３の傾斜角を予め決められた着脱角に調整する。本実施形態では、主制御部１３は、Ｘ回動手段１１及びＹ回動手段１２の各モータ１１ａ、１２ａが原点位置にあるように、Ｘ傾斜角及びＹ傾斜角を０にそれぞれ調整する。これにより、支持面Ｓ３が走行面Ｓ２と平行になる。
【００４５】
次いで、主制御部１３は、支持体３に支持された包埋ブロックＢを、カセットローダ７により把持して支持体３から離脱させて回転軸Ａ７回りに回転させた後、支持体３に再び装着して把持解除する。この際、本実施形態では、操作者が入力部１７を利用して、包埋ブロックＢを回転軸Ａ７回りに９０度間隔で回転させるように主制御部１３に入力する。またこの際、本実施形態では、パルスジェネレータ１５が、回転前の包埋ブロックＢに対する回転後の包埋ブロックＢの回転軸Ａ７回りの回転角θｚを取得する回転角取得工程を行う。
【００４６】
次いで、演算部１６は、回転後Ｘ傾斜角θｘ及び回転後Ｙ傾斜角θｙを、記憶部１４に記憶された回転前のＸ傾斜角θ１及びＹ傾斜角θ２と、パルスジェネレータ１５から送出される回転角に基づいて演算する演算工程を行う。この際、回転前の包埋ブロックＢの切削面Ｂ１と回転後の包埋ブロックＢの切削面Ｂ１とが面一になるように回転後Ｘ傾斜角θｘ及び回転後Ｙ傾斜角θｙを演算する。
ここで、回転後Ｘ傾斜角θｘ及び回転後Ｙ傾斜角θｙの演算方法について説明すると、図７から図１５に示すように、包埋ブロックＢを回転軸Ａ７に沿って切削面Ｂ１側から見たときの時計回り方向を正とした回転軸Ａ７回りの回転角θｚが９０度（図７から図９）、１８０度（図１０から図１２）、２７０度（図１３から図１５）それぞれにおいて、以下のように演算することができる。
θｚ＝９０のときには、θｘ＝θ２、θｙ＝−θ１
θｚ＝１８０のときには、θｘ＝−θ１、θｙ＝−θ２
θｚ＝２７０のときには、θｘ＝−θ２、θｙ＝θ１
【００４７】
最後に、主制御部１３が、傾斜手段５により走行面Ｓ２に対する支持体３のＸ傾斜角及びＹ傾斜角を、前記着脱角から、演算部１６が演算した回転後Ｘ傾斜角θｘ及び回転後Ｙ傾斜角θｙに調整する傾斜角調整工程を行う。これにより、回転前の包埋ブロックＢの切削面Ｂ１と回転後の包埋ブロックＢの切削面Ｂ１とが面一になる。
以上で回転工程が終了する。そしてこの後、包埋ブロックＢの切削面Ｂ１に、生体試料Ａの所望する面が切削面Ｂ１に露出するまで調整工程、移動工程を繰り返し、また必要に応じて、傾斜工程、回転工程を行う。
【００４８】
以上に示した切削装置１によれば、演算部１６が、回転前の包埋ブロックＢの切削面Ｂ１と回転後の包埋ブロックＢの切削面Ｂ１とが面一になるように回転後傾斜角を演算すると共に、制御部６が、走行面Ｓ２に対する支持体３の傾斜角を回転後傾斜角に調整するので、操作者の作業負荷を軽減し、且つ回転前後での包埋ブロックＢの切削面Ｂ１の面合わせを高精度に効率良く行うことができる。従って、包埋ブロックＢの回転後、直ちに包埋ブロックＢの切削を開始することができ、しかも、回転前の包埋ブロックＢの切削面Ｂ１に対して回転後の包埋ブロックＢの切削面Ｂ１が傾くことに起因する余分な切削を抑制することが可能となり、回転後における包埋ブロックＢの切削の作業効率を向上させることができる。
【００４９】
また、演算部１６が、走行面Ｓ２に平行な前記第１軸及び前記第２軸回りの第１傾斜角及び第２傾斜角に基づいて回転後第１傾斜角及び回転後第２傾斜角を演算するので、回転後傾斜角を容易に効率良く演算することが可能となり、回転前後での切削面Ｂ１の面合わせをより効率良く行うことができる。
また、主制御部１３がカセットローダ７により包埋ブロックＢを前記回転軸Ａ７回りに回転させることができ、操作者の作業負荷を一層軽減することができる。
また、回転手段が包埋ブロックＢを回転軸Ａ７回りに回転させる際に、パルスジェネレータ１５が、カセットローダ７から回転角を取得するので、例えば回転後傾斜角を演算するためだけにパルスジェネレータ１５に回転角を入力する場合に比べて、回転前後での包埋ブロックＢの切削面Ｂ１の面合わせをより効率良く行うことができる。
【００５０】
また、カセットローダ７により包埋ブロックＢを支持体３から離脱あるいは支持体３に装着させる際、支持体３の傾斜角がいずれも前記着脱角となっているので、カセットローダ７により包埋ブロックＢを把持するとき及び把持解除するときのそれぞれにおいて、カセットローダ７と支持体３との相対的な位置関係を略同等なものとすることができる。従って、包埋ブロックＢを回転軸Ａ７回りに回転させる際にカセットローダ７の制御を容易なものとすることが可能となり、回転前後での包埋ブロックＢの切削面Ｂ１の面合わせをより一層効率良く行うことができる。
また、本実施形態では、支持体３が前記着脱角に傾斜されたとき、支持面Ｓ３が走行面Ｓ２と平行となっていることから、回転軸Ａ７が支持面Ｓ３と垂直となっているので、カセットローダ７による包埋ブロックＢの把持及び把持解除を確実に行うことができる。
【００５１】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、回転角θｚが９０度、１８０度、２７０度になるように包埋ブロックＢを回転させるものとしたが、これに限られるものではなく、回転角θｚをこれら以外の任意の角度に設定しても良い。この場合、演算部１６が、Ｘ傾斜角θ１、Ｙ傾斜角θ２及び回転角θｚに基づいて、回転後Ｘ傾斜角θｘ及び回転後Ｙ傾斜角θｙのそれぞれを以下に示す数式に基づいて演算することで、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
θｘ＝θ１・ｃｏｓθｚ＋θ２・ｓｉｎθｚ
θｙ＝−θ１・ｓｉｎθｚ＋θ２・ｃｏｓθｚ
【００５２】
また、前記実施形態では、移動手段４は、支持体３に対してカッター２を進退移動させることで両者を相対的に進退移動させるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、移動手段４は、カッター２及び支持体３の両者を移動させても良く、また、支持体３をカッター２に対して移動させても良い。更にまた、移動手段４は、制御部６により制御されなくても良い。
【００５３】
また、前記実施形態では、Ｚステージ８は、カッター２に対して支持体３を進退移動させることで両者を相対的に進退移動させるものとしたが、走行面Ｓ２に対して交差する方向に支持体３とカッター２とを相対的に進退移動させるものであれば、これに限られるものではない。例えば、調整手段は、カッター２及び支持体３の両者を移動させても良く、また、カッター２を支持体３に対して移動させても良い。更にまた、Ｚステージ８は無くても構わない。
【００５４】
また、前記実施形態では、回転角取得部として回転モータ７ｅの回転数に応じてパルスを発生させるパルスジェネレータ１５を採用したが、これに限られるものではない。例えば、入力部１７から入力される回転角を用いても良い。この場合、主制御部１３が回転角取得部を構成する。
【００５５】
また、回転手段として採用したカセットローダ７は、前記実施形態に示したものに限られず、把持した包埋ブロックＢを回転軸Ａ７回りに回転させるものであれば良く、例えば移動部７ｄはなくても良い。更にまた、カセットローダ７は無くても構わない。この場合、例えば操作者が支持体３から包埋ブロックＢを離脱させて回転軸Ａ７回りに回転させた後、回転させた包埋ブロックＢを支持体３に装着させても良い。この場合、操作者が、包埋ブロックＢを回転軸Ａ７回りに回転させる一方で、入力部１７を利用して回転軸Ａ７回りの回転角を主制御部１３に入力することで、主制御部１３に回転角を取得させることができる。
【００５６】
また、前記実施形態では、切削装置１は、切削面Ｂ１に生体試料Ａの所望の面を露出させるものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、切削装置は、生体試料Ａが包埋された包埋ブロックＢを所望の厚さ（例えば３〜５μｍ程度）に薄切して薄切片を作製する薄切片作製装置であっても良い。
【００５７】
また、前記実施形態では、Ｘ回動手段１１とＹ回動手段１２とが、走行面Ｓ２に平行で且つ互いに直交する前記第１軸及び前記第２軸の各軸回りに支持体３をそれぞれ回動させるものとしたが、これに限られるものではない。
また、前記実施形態では、走行面Ｓ２が水平面Ｈと平行であるとしたが、これに限られるものでは無い。
【００５８】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  切削装置
２  カッター
２ａ  刃先
３  支持体
４  移動手段
５  傾斜手段
７  カセットローダ（回転手段）
１１  Ｘ回動手段（第１回動手段）
１２  Ｙ回動手段（第２回動手段）
１３  主制御部
１４  記憶部
１５  パルスジェネレータ（回転角取得部）
１６  演算部
Ａ  生体試料
Ａ７  回転軸
Ｂ  ブロック
Ｂ１  切削面
Ｓ２  走行面
【図１】
2010185840.tif 000003
【図２】
2010185840.tif 000004
【図３】
2010185840.tif 000005
【図４】
2010185840.tif 000006
【図５】
2010185840.tif 000007
【図６】
2010185840.tif 000008
【図７】
2010185840.tif 000009
【図８】
2010185840.tif 000010
【図９】
2010185840.tif 000011
【図１０】
2010185840.tif 000012
【図１１】
2010185840.tif 000013
【図１２】
2010185840.tif 000014
【図１３】
2010185840.tif 000015
【図１４】
2010185840.tif 000016
【図１５】
2010185840.tif 000017