(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）供給カートリッジ及び廃棄カートリッジと解除可能に係合するよう適合され、前記供給カートリッジ内に含まれたブレードと係合して切断位置内へ移動させるよう適合された装填用セグメントを備えた上部ステージ、
（ｂ）切断動作用位置内で前記ブレードを解除可能に保持するためのクランプ用手段であって、
（ｉ）前記ブレードの第１側を支持するよう適合され、前記上部ステージのボデイと密接に接触している固定支持プレートと、
（ii）前記ブレードの第２側と係合出来るクランプ用面を有するクランプ用プレートであって、該クランプ用プレートが該クランプ用位置内へ旋回された時に該係合が出来る様な、クランプ用プレートと、
（iii）前記クランプ用プレートの中間点領域を支持するためのピボット手段であって、前記ピボット手段自身は前記上部ステージに一体に構成されるか又は前記ステージにより支持されているピボット手段と、
（iv）前記クランプ用プレートと係合するクランプ用カムであって、該クランプ用カムはドライブシャフト上に設置され、そしてドライブシャフト軸線と直交する運動を提供することが可能であり、それにより該クランプ用プレートを前記ピボット点の周りに旋回させるクランプ用カムと、を備えたクランプ用手段、
（ｃ）ブレード及びクランプ用機構の運動をドライブするための動力手段、
そして
（ｄ）該装置の機能の全てを統合するための電子制御手段、
を具備することを特徴とする自動型回転式ミクロトームブレード交換装置。
【請求項２】
（ａ）供給カートリッジ及び廃棄カートリッジと解除可能に係合するよう適合され、前記供給カートリッジ内に含まれたブレードと係合して切断位置内へ移動させるよう適合された装填用セグメントを備えた上部ステージ、
（ｂ）切断動作用位置内で前記ブレードを解除可能に保持するためのクランプ用手段であって、
前記ブレードの第１側を支持するよう適合され、前記上部ステージのボデイと密接に接触している固定支持プレートと、
前記ブレードの第２側と係合出来るクランプ用面を有するクランプ用プレートであって、該クランプ用プレートが該クランプ用位置内へ旋回された時に該係合が出来る様な、クランプ用プレートと、
前記クランプ用プレートの中間点領域を支持するためのピボット手段であって、前記ピボット手段自身は前記上部ステージに一体に構成されるか又は前記ステージにより支持されているピボット手段と、
前記クランプ用プレートと係合するクランプ用カムであって、該クランプ用カムはドライブシャフト上に設置され、そしてドライブシャフト軸線と直交する運動を提供することが可能であり、それにより該クランプ用プレートを前記ピボット点の周りに旋回させるクランプ用カムと、を備えたクランプ用手段、
（ｃ）ブレード及びクランプ用機構の運動をドライブするための動力手段であって、
前記ドライブシャフトに近接して設置された電気モーターと、
前記ドライブシャフトと前記電気モーターとの間に設置されそれら間で、前記モーターからの動力が前記ドライブシャフトに伝達されるように、相互連結されたモータープーリーと、を備える動力手段、そして
（ｄ）該装置の機能の全てを統合するための電子制御手段であって、キーパッドと電気通信するマイクロコントローラーと、電源と、モーターと、そして安全インターロックとを備える電子制御手段、
を具備することを特徴とする自動型回転式ミクロトームブレード交換装置。
【請求項３】
（ａ）供給カートリッジ及び廃棄カートリッジと解除可能に係合するよう適合され、前記供給カートリッジ内に含まれたブレードと係合して切断位置内へ移動させるよう適合された装填用セグメントを備えた上部ステージ、
（ｂ）切断動作用位置内で前記ブレードを解除可能に保持するためのクランプ用手段であって、
前記ブレードの第１側を支持するよう適合され、前記上部ステージのボデイと密接に接触している固定支持プレートと、
前記ブレードの第２側と係合出来るクランプ用面を有するクランプ用プレートであって、該クランプ用プレートが該クランプ用位置内へ旋回された時に該係合が出来る様な、クランプ用プレートと、
前記クランプ用プレートの中間点領域を支持するためのピボット手段であって、前記ピボット手段自身は前記上部ステージに一体に構成されるか又は前記ステージにより支持されているピボット手段と、
前記クランプ用プレートと係合するクランプ用カムであって、該クランプ用カムはドライブシャフト上に設置され、そしてドライブシャフト軸線と直交する運動を提供することが可能であり、それにより該クランプ用プレートを前記ピボット点の周りに旋回させるクランプ用カムと、を備えたクランプ用手段、
（ｃ）ブレード及びクランプ用機構の運動をドライブするための動力手段であって、
前記ドライブシャフトに係合するよう適合された電気モーターと、
前記ドライブシャフトに設置されて、前記クランプ手段と逆進シャトルに動力を伝達するドライブギヤと、を備える動力手段、そして
（ｄ）該装置の機能の全てを統合するための電子制御手段であって、キーパッドと電気通信するマイクロコントローラーと、電源と、モーターと、そして安全インターロックとを備える電子制御手段、
を具備することを特徴とする自動型回転式ミクロトームブレード交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本出願は共通に譲渡される２０００年４月２９日出願の米国直列番号第０９／５６２、２７０号の１部継続出願である。
【０００２】
【背景】
１．発明の分野
診断的組織病理学で使用するために組織薄片（tissue section）の準備に使用する装置、特にユーザーをブレードの切れ刃（cutting edges of the blades）に露出することなくミクロトーム（microtome）のブレード（blades）を自動的に交換する装置に向けられている。
２．関連技術の説明
ミクロトームはパラフインに埋め込まれた組織（paraffin-embedded tissue）の薄い切断（thin sectioning）用に必要な厳しい要求を充たすため長年使用されて来た。本質的に、ミクロトームは非常に鋭い（razor-sharp）金属ブレード用ホルダーで、それに対しパラフインに埋め込まれた組織のブロック（block）が上下運動で動かされる。同時に、該組織ブロックが該ブレードに対してか、又は逆に後者が前者に対してか何れかで、進められるので、各上方又は下方へのストロークで、該ブロックから組織の薄いスライス（slice）又は”薄片（section）”が切断（cut）される。該ブレードは組織切断（tissue sectioning）の精密な要求用に高度に工夫されている。特に、該ブレードは１マイクロメートルの様に薄い薄片を切断出来る。
【０００３】
組織切断の現在の仕方は該ブレードが鈍化（dulled）するとそれが交換されることを要求する。これは、通常クランプ用機構を除去しつつある位置にブレードを保つために該ブレードに該ブレードホルダーが掛けていた圧力の除去を必要ならしめる。一旦該クランプが除去されると、該ブレードは残部から外され引き上げらることが出来る。通常これはエッジ(edge)で該ブレードを掴みそれを鋭利品（sharps）コンテナー内へ捨てることで行われるが、それらの全ては手で行われる。これはユーザーをブレードのエッジにさらし、勿論深刻な受傷の可能性にさらす。新ブレードを装填しそれを位置的に再クランプする時も追加的に該鋭いブレードへさらされる。
【０００４】
｛コベルニック（Kobernick）｝への米国特許第３，６６７、３３０号は自動型ミクロトーム組立体を開示しているが、それは連続する柔軟な鋼ブレードを有し、該ブレードの端部は、ユーザーによる接触なしで新切削面を進展させる間欠的モーター駆動前進のために、供給兼取り上げリール（feed and takeup reels）上に設置されている。ナイフエッジ（knife edge）の交換は手動又は自動により駆動されてもよい。該’３３０特許は個々のブレードの交換用の方法又は装置を開示してはおらず、或いはブレードの交換用に安全な特徴を提供はしていない。
【０００５】
米国特許第４、２０７、７９０号｛エンド（Endo）｝はミクロトーム用のナイフホルダー及びブレードカセットに向けられている。該ナイフホルダーは該ナイフエッジをベースプレート上に保持するために該ベースプレートとホルダープレートとを有する。該ブレードカートリッジは該カートリッジから出口の方へ上方に該ブレードを偏倚されるためにばね負荷されている。ブレードを交換するためには、ユーザーは最初に該ナイフホルダープレートを下方へ保持するボルトを弛め、次いで該カートリッジを該ナイフホルダー組立体の該エッジと係合させ、そして最後に該カートリッジからそして鈍化したブレードと接触するように新ブレードを摺動させ、それにより該ホルダープレートの下に新ブレードを位置付け、同時に該鈍化ブレードを位置的に押し出す。過程の自動化、使用済みブレードに何が起こるか、又は安全面の特徴、に関する開示は無い。
【０００６】
手持ち式シェーバー用ブレード交換器は公知である。米国特許第１、８１７、５１２号｛ガイスマン（Gaisman）｝及び第２、７４１、８３７号｛ブリージール（Breazeale）｝は個別ブレードを有するカートリッジを開示しているが、そこでは該ブレードはイジェクターを用いて該カートリッジから手動で放出され、該イジェクターストロークの終わりに該ブレードは切断位置に配置され、使用済みブレードは取り上げカートリッジ内に受けられる（ガイスマンの図１１参照）。米国特許第２、６５３、３７９号｛オースチン（Austin）｝はレーザー（razor）の両側にカートリッジを有するボックスを開示している。スライダーが第１カートリッジから新ブレードを該レーザー上に押すと、それは使用済みブレードを第２カートリッジ内へ押すことになる。米国特許第２、６７９、６８５号｛オースチン（Austin）｝はレーザーブレード交換器を開示しているがそこではプッシャーを前進させることが供給カートリッジＣ内のブレードがレーザー内へ前進し、使用済みブレードを取り上げカートリッジＤ内へ押し出す。カートリッジＣが空になると、それは新取り上げカートリッジとして作動するため廃棄カートリッジＤの位置に置かれ、充たされた供給カートリッジがカートリッジＣの位置に置かれる。
【０００７】
レーザーブレードコンテナー（razor blade containers）に関する特許はレーザーブレードパッケージ用米国特許第２、５９２、１３８号｛グウォーシュ他（Gwoosh et al.）｝が含むが、該特許はブレードコンテナーの放出開口部に向かってブレードを偏倚させるためのコイルばねの使用を開示している。該先端は該ブレードの手動推進を可能にする親指孔を有する。米国特許第２、６０４、９７９号｛ロバート（Roberts）｝は板ばねを使用するばね負荷を掛けたブレードコンテナーを示している。米国特許第２、７７５、３６６号｛ウイルヘルム（Willhelm）｝は複数のブレードをパッケージ開口部の方へ駆動する圧縮ばねの使用を開示している。米国特許第５、４０９、１３３号｛グリンガー（Gringer）｝はばね負荷を掛けたブレード放出器であるが、そこではガイドレールを除く先端全体が手動放出力印加用に開いている。該放出器は又戻る使用済みブレードを処分用開口部３４（図９−１０参照）を通して受けることが出来る。上記特許のどれも自動的使用に適合されていない。
【０００８】
ユーザーを深刻な受傷から保護し病理学実験室での作業流れを向上させる様な自動型ミクロトームブレード交換システムのニーヅが存在する。
【０００９】
【発明の概要】
本発明は自動型回転式ミクロトームブレード交換装置（automated rotary microtome blade changing apparatus）に向けられているが、該交換装置は供給（supply）及び廃棄（waste）カートリッジと解除可能に係合するよう適合された上部ステージを具備しており、該上部ステージは前記供給カートリッジ内に含まれるブレードと係合しそして切断位置内へ移動させるよう適合された装填用セグメントを備えており、該交換装置は又、該ブレードを切断動作用位置に解除可能に保持するためのクランプ用手段と、ブレードとクランプ用機構との運動をドライブする動力手段（power means）と、そして該装置の機能の全てを統合する電子制御手段とを具備している。
【００１０】
本発明は又自動型回転式ミクロトームブレード交換装置に向けられているが、該交換装置は供給及び廃棄カートリッジと解除可能に係合するよう適合された上部ステージを具備しており、該上部ステージは前記供給カートリッジ内に含まれるブレードと係合しそして切断位置内へ移動させるよう適合された逆進シャトル（reverser shuttle）を備えており、該交換装置は又、該ブレードを切断動作用位置に解除可能に保持するクランプ用手段と、ブレードとクランプ用機構の運動をドライブするための動力手段と、そして該装置の機能の全てを統合するための電子制御手段とを具備している。
【００１１】
又ここでは、改良されたブレード供給カートリッジが説明されるがそれでは該カートリッジはボデイ、ばね、放出用タブ、そしてブレードを備えており、そこでは該改良は前記ブレード交換器上の嵌合用ギヤ歯と係合するよう適合された前記放出用タブ上の歯付き部分（toothed portion）を含んでいる。
【００１２】
又ここでは、改良されたブレード供給カートリッジが説明されるがそれでは該カートリッジはボデイ、ばね、放出用タブ、そしてブレードを備えており、該改良は該カートリッジと接触するタッチメモリーデバイス（touch memory device）を含んでおり、該タッチメモリーデバイスは前記カートリッジに関連するコンテント情報（content information）を含むようプログラムされる。
【００１３】
本発明の目的は、ミクロトームブレードを用いたルーチンの実験室操作中に偶然切傷される機会を減らす、望むらくは無くする組織病理学実験室用の完全自動型ブレード交換器を提供することである。
【００１４】
本発明のもう１つの目的は、該ブレード交換器（balde changer）内のマイクロコントローラーと協力して、ブレード使用度（blade usage）を追跡し、ブレードが劣化した動作をしている時ユーザーに合図することが出来る新ブレードカートリッジを提供することである。
【００１５】
本発明のこれら及び他の利点は本発明の次の説明で明らかになるであろう。
【００１６】
【好ましい実施例の説明】
本発明の目的は回転式ミクロトームで組織ブロックを切断する過程の安全と生産性を改善することである。それは新しいナイフブレードを該ミクロトーム内に装填し、そして使用済み品を処分する過程を自動化することにより達成される。現在、ミクロトーム上での組織の切断は技術者の素手（bare hand）で処分可能なナイフブレードを可成り扱うことを含んでいる。それで、該ブレードのエッジ（edge）が鋭いので、切断受傷（cutting injury）は普通になっている。例え該技術者がブレードと２回−装填で１回、廃棄で１回−だけ接触しても、この受傷のリスクは可成りであるが、組織病理学の現在の慣例はこれにさらされること（this exposure）を屡々大幅に増加させる。
【００１７】
本発明が改善する２つの他の問題がある。第１は該ブレードの絶えざる取り扱いに伴って該組織からの感染のリスクが生じる。適当に処理された組織については感染のリスクは無いが、未処理又は処理中の組織に於いては、該組織との直接接触が感染に導くことは起こり得る。従って、該ブレードとの全ての物理的接触を取り除くことにより、該感染のリスクは可成り減少する。第２に手で該ブレードを装填（loading）及び排出（unloading）する過程は幾らか時間がかかる。本発明はブレードの該手動移動をブレードの自動移動に置き換えることにより、この項目（issue）にも取り組む。
【００１８】
かくして、本発明は組織学実験室に向上した安全と、柔軟性とそして効率とを提供する。これらの特徴は全て実験室の財政的最終結果（financial bottom line）になり、安全はより少ない失敗作業日と向上したリスク管理になる、一方柔軟性と効率とは該実験室が最小数の実験室技術者で染色結果（staining results）の最大出力を提供出来るようにする。
【００１９】
本発明は次の図１−２を参照して最も良く図解される。好ましい実施例は標準的ナイフステージ設計（standard knife stage design）に基づく。すなわち、本発明は標準的回転式ミクロトームナイフホルダーの上部ステージボデイ内に含まれる。図１及び２で、該上部ステージ５は該ブレード交換装置の機能的部分用のプラットフオームである。それは、それぞれ、廃棄及び供給ブレードカートリッジ１０，１５、クランプ用手段、ブレード１００，動力手段そして電子制御手段を含む、該ブレード交換器の主要な副部品を含んでいる。該装置の総合的展望(general overview)は次の様であり、続く節により特定的事項を伴っている。
Ｉ．総合的展望
該ブレード交換器の第１の実施例はそれぞれ下部及び上部ステージボデイ１，５を具備する。図１を参照すると、該ミクロトームブレードカートリッジは該上部ステージボデイ５内に除去可能に配置される。該下部ステージボデイは広範な種類の回転式ミクロトームに適合可能であり、該上部ステージ用の共通のインターフエース設置部（common interface mounting）として役立つ。該処分可能なブレードカートリッジ１０，１５は、安全要素を提供するために、該上部ステージボデイ５内に固定されるよう適合されている。該カートリッジは下記でそして図３−５で更に充分に説明される。それらは個別ブレードが該カートリッジのボデイ内に充分に取付られた時だけ解除可能である。この”インターロック（interlock）”機能は多くの方法で得られ得るが、しかしながら、好ましい実施例は該ブレード交換器の動作状態をモニターするオンボードマイクロコントローラー（on-board maicrocontroller）を有している。該コントローラーの論理機能がブレードのエッジ（blade edges）が露出されてないことを決定すると、該クランプ用プレート及び／又は該カートリッジは解除されてもよい。該インターロック機能は下記で更に充分説明される。該クランプ用手段（clamping means）はクランプ用プレート（clamping plate）２０，支持プレート（support plate）２５，そしてクランプピボットロッド（clamp pivot rod）１１２を有し、それらは、該ミクロトーム内での該ブレードの使用中は切断位置で該ブレードをクランプするよう一緒になって機能する。装填用セグメント（loading segment）３０は放出用タブ（dispensing tab）９０上の逆の歯（reciprocal teeth）と係合するよう回転可能に設置された歯付きギヤ部分（toothed gear portion）を有する。放出用タブ９０は供給カートリッジと共に構成している。該供給カートリッジの第２端で装填用セグメント３０は装填用カム４０と係合する（図２）。装填用セグメント３０の機能は該ブレード供給カートリッジの放出用タブ９０を動かすことであり、それにより新ブレード９５を中央切断範囲へ駆動する。これはブレード９５のボデイ内に形成されたスロット又は孔９６（図３参照）と係合する下方突出部材９２を通して行われるが、該スロット又は孔は放出用タブ９０に、供給カートリッジ１５内に含まれるブレードのスタックの頂部でその貯蔵位置の最上部のブレードと係合させる。装填用カム４０は装填用カム４０の表面内の溝を通して装填用セグメント３０の下部延長部分３２と係合しそれにより肩部ねじ（shoulder screw）３５の周りでの装填用セグメント３０の回転を可能にする。肩部ねじ３５は上部ステージボデイ５内に固定され、その機能は装填用セグメント３０用のピボットを提供することである。
【００２０】
動力手段は双方向性直流モーター５０を具備するが、それはモーターギヤ５５をドライブし、それは今度はドライブシャフトプーリー６０をドライブする。該モータ、ギヤそしてプーリーの目的はドライブシャフト６５を回転させ、かくして装填セグメント３０を左から右へ及び／又は右から左へ移動させ、そして同時に、該切断範囲にあるブレードをクランプするか又は解除するか何れかするためにクランプ用プレート２０を前方又は後方へ動かすための動力を提供することである。該モーターは、クランプピボットロッド１１２が該モーターが逆転される時だけ解除されるように、双方向性でである。この機能は、前方への（普通の）動作では該ロッドの溝と係合するクラッチ機構を要し、該溝は該ロッドが該ブレード交換器から除去されるのを止めている。該ロッドの除去は清掃用アクセスのための該クランプ用プレートの除去の前触れであるので、これは該装置のもう１つの安全インターロックの特徴となる。
【００２１】
該装填用カム４０とクランプ用カム４５は、装填用セグメント３０が新ブレード９５をクランプ用プレート２０が開いた（圧力が該ブレードから除去される）時の位置内に押し込むことだけが出来るよう協調させられる。この協調された機能をもたらすために該２つのカムを設計し、位置付けることは充分当該技術内にある。電子制御手段はマイクロコントローラーと付随回路を含むプリント回路基板を備え、該ブレード交換器、キーパッド７５上のプッシュボタンスイッチ７６，７７、電源８５、そして安全インターロック１５５の動作を制御する。該”ブレード進め（blade advance）”信号はブレード進めスイッチ７６を介してキーパッドから該電子回路へ来る。好ましい実施例では該ブレード交換器用動力はオンボードのバッテリー８６から供給される。代わりに、交流電源（図示なし）から供給されることも出来る。
【００２２】
自動型ブレード交換器の第２の実施例は図７及び８で描かれている。この第２の実施例での主要な差はそれの装填用セグメント３０とそれ用の付随ギヤ装備が逆進ねじ２４０と逆進シャトル２３０の組合せに置き換えられたことである。供給カートリッジ上の放出用タブも又該シャトルに適合するよう修正された。利点は、ドライブシャフトが単方向方式で続行する時に該シャトルが自動的に方向を逆転するので、より低い運動協調を含めばよいことである。
ＩＩ．本発明の詳細説明
該クランプ用手段はクランプ用プレート２０，支持プレート２５、そしてクランプピボットロッド１１２を備え、それらは一緒になって、該ミクロトーム内で該ブレード使用中切断位置で該ブレードをクランプするよう機能する。支持プレート２５はその表面上に取り付けられた細い長方形のブロック２７を有するが、該ブロックは切断範囲にあるブレードが上に座る棚を提供する。好ましい実施例では、該ブレードは磁化されることが出来て、それは該支持プレート上での該ブレードの保持を助ける。代わりに、該棚は同じ支持機能を提供するためにその表面内に切削加工されることも可能である。該カムが廻された時クランプ用プレート２０が支持プレート２５と解除可能に係合し、かくしてブレード１００を保持又は解除するように、クランプ用カム４５は板ばね２２上でクランプ用プレート２０と係合する。クランプピボットロッド１１２はピボット点を提供し該点の周りで該クランプは旋回動作する。該ロッドは該プレート内の孔又はトンネルを通過するか又はそれは該プレートの背後に直接設置されてもよい。好ましい実施例では、該ロッドは該プレートに確実に取り付けられたブロック２１を通過する。該ロッドは該ロッドを受けるよう適合された孔（図示なし）を通して両端で上部ステージボデイ５に固定された。ここで表向きに開示されてはないが、機能でここに提示したものと等価な他のクランプ用手段は本発明の精神と範囲の中に入る。例えば、全過程の自動化は失われるに拘わらず、同様な結果を得るために手動クランプを使用することが出来る。もう１つの実施例は該クランプを直接動かすサーボモーターを使用し、クランプ用カム４５を置き換える。
【００２３】
電子制御手段は図６に略図的に描かれている。それは、該キーパッドの下に設置されプリント回路基板７０（図２）を備え、該基板はマイクロコントローラーを有し、該ブレード交換器の動作を制御する。好ましい実施例では、該電子制御部はオンボードであるが、代わりにそれらは該ブレード交換器とは別の器具ハウジング内に含まれてもよい。該ブレード交換器の動作をドライブするに好適なマイクロコントローラーはアリゾナ州、チャンドラー（Chandler, AZ.）の、マイクロチップ社（Microchip, Inc.）により製造された、マイクロコントローラーのピーアイシーフアミリー（PIC family）から選択される。電子技術の当業者はこれらの目的用に個別ピーアイシー制御器を選択し実施することが出来る。該”ブレード進め”信号はキーパッド７５上に配置され、該制御手段の１部でもある、ユーザーに賦活されるプッシュボタンスイッチから該マイクロコントローラー回路へ来る。好ましい実施例では、該ブレード交換器用電力はオンボードのバッテリー８６から供給される。代わりに、電力は交流アダプターから供給されることも出来る。又電子制御手段はインターロック機能を行わせる。安全インターロック具備ハードウエアはブレードカートリッジ上に設置されたタッチメモリーデバイス（touch memory device）１５０（”データボタン（data button）”としても知られる）、マイクロコントローラー、タッチメモリーリーダー（touch memory reader）、そして該カートリッジ用電子制御固定機構（electronically-controlled locking mechanisms for the cartridge）４０を含む。該インターロック機能を下記でより詳細に説明する。
【００２４】
新しく、有用な利点を有する、処理可能なミクロトームブレードカートリッジをここで説明する。断面図Ｃ−Ｃ（図３Ｃ）で示す様に、供給カートリッジ１５は、側部１１０，１１５と放出用タブ９０のレール部分１３０を受けるよう適合された溝又はスロット１２５を有する頂部部分１２０とを備える、ボデイ１０５を具備する。側部１１０，１１５はカートリッジガイド１１９と係合するためにそれら内へ加工された各ガイドスロット１１７を有する。好ましい実施例では、該ガイドはロッド型をしており、上部ステージに設置されそして、カートリッジが該ガイドと係合する時、それが支持プレート２５及び装填用セグメント３０に対し正しく位置するよう位置付けられる。ばね１０７はボデイ１０５内に含まれ、該カートリッジスタック１３５を該ブレード出口１４０の方へ上方に駆動するよう役立つ。板ばね、螺旋ばね、そしてモールドされたプラスチックタブの様な、例え該ボデイ１０５に構成されたばね部材でもよいがそれらを含め、どんな従来のばねの種類を使用してもよい。タッチメモリーデバイス１５０は該カートリッジに取付られ、ブレード数、種類、ロット番号、満期（expiration）、そして関連情報の様な、該カートリッジの中味に関する情報を含む。該タッチメモリーデバイスは該カートリッジと該ブレード交換器の間の通信を可能にし、かくして該ブレード交換器に知識要素を付加する。
【００２５】
又供給カートリッジは使用済みブレードを受け入れるための廃棄カートリッジとして機能するよう役立つ。再び図３Ｃを参照して、断面Ｃ−Ｃは使用済みブレード用の入り口１４５を示す。該供給カートリッジは上部ステージボデイ５上に逆に配向されるので、入り口１４５は使用済みブレードを、それらが新ブレードにより切断位置から押し出された時、受け入れる。ユーザーが新ブレードを装填し続けると、使用済みブレードは、今は廃棄カートリッジとして機能する該逆にされた供給カートリッジ内に蓄積する。廃棄ブレードが蓄積するとばね１０７は該カートリッジの頂部１２０の方へ押される。該マイクロコントローラーは、該マイクロコントローラーが許容ブレードの最大数を記録すると該廃棄ブレードが満たされたことを該ユーザーに合図する。代わりに、専用の廃棄カートリッジも可能であり、図５Ａ−Ｃに描かれている。
【００２６】
再び図３を参照すると、供給カートリッジ１５は該カートリッジと共に構成されるそして各新ブレード９５と係合するよう適合された放出用タブ９０を有する。下方への突出部９２は各新ブレード内のスロット又は開口部と係合する。該下方突出部は金属タブ、プラスチックフック又は同様な等価物であってもよい。主な設計的制限はそれが１度に１枚だけのブレードと信頼性高く接触することである。下方突出部９２は、それが該装填用セグメント３０の各サイクル用に該カートリッジから１枚のブレードを駆動するよう機能する限り、放出用タブ９０上で何処に配置されてもよい。図３に示す好ましい実施例では、該突出部は放出用タブ９０のブレード側上で前方へ設置される。該放出用タブの第２の実施例は図７−８に示される。該主要な特徴は示された放出用タブ（２９０）がシャトルタブ２３１と係合するためのスロット又はカットアウト（cutout）を有して設計されていることである。それは装填用セグメント３０と係合するに必要な歯部を有しておらず、該セグメントはこの実施例では存在しない。
【００２７】
安全インターロックの特徴をここで特に説明する。該安全インターロック特徴部は該カートリッジ上に設置されたタッチメモリーデバイス（touch memory device）１５０，該タッチメモリーデバイスと通信している間該装置の動作を走らせるために該ブレード交換器内に含まれるオンボードのピーアイシーマイクロコントローラー、データボタン用コンタクトリーダー（contact reader for the data button ）、そして該カートリッジ用電子制御固定機構を具備している。該タッチメモリーデバイスは、その全体が引用によりここに組み入れられる、１９９７年１２月１９日出願の米国直列番号第０８／９９５、０５２号で説明されている。好ましい実施例では、該メモリーデバイスはダラスセミコンダクターデーエス１９８５エフ５（Dallas Semiconductor DS1985 F5）の１６キロビットの加算専用タッチメモリーデバイス（add-only touch memory device）の様なイーピーロム（EEPROM）である。その主要な機能は該ブレード交換器に提示された各新ブレードカートリッジ用の安全インターロックシステムを初期化することである。該タッチメモリーデバイスはブレード数、満期期日、ロット番号、等の様な情報を含む。動作時は、該タッチメモリーデバイスは、工場でブレードを装填される時の該カートリッジ内のブレード数を初期に読み入れる（is initially read-in）。該カートリッジは該ブレード交換器上の供給位置内に装填されると、該タッチメモリーデバイスに接続された該カートリッジ上の接点又は該タッチメモリーデバイスそのものが、該上部ステージ内に組み込まれたタッチメモリーリーダー（図示なし）と電気的に接触するので、該カートリッジが自らを座させると、それは該タッチメモリーリーダーと接触する。該オンボードのマイクロコントローラーは次いで該カートリッジが空になるまで該カートリッジ内に残されたブレードの位置と数を追跡する。該オンボードマイクロコントローラーは次いでエルイーデーエス（LEDs）又は液晶（LCD）読み出し（readout）の様なインターフエースを通してユーザーに知らせる。該オンボードマイクロコントローラーはブレード装填機能を行い、ブレード位置と実行される過程と相関を取るルックアップテーブル（look-up table）を保持し、それでそれは該ブレードがあらゆる時に何処にあるかと、最も重要なことであるが、ブレードが該カートリッジの外にあるかどうか（そして起こり得る安全上の危険事）とを追跡する。もしそれらがあるなら、該インターロック機能は、該ブレードがそれらのそれぞれのカートリッジ内に入るまで、該カートリッジが取り外されなくする。安全インターロック１５５は、該カートリッジを解除するよう該マイクロコントローラーにより賦活されるまで、位置的に該カートリッジを保持する機械的な、又はソレノイド作動のラッチ又はアームである。孔又は取り付けるべきラッチ用の他の棚が該上部ステージに面する側で該カートリッジ上に配置される。
【００２８】
該ブレード交換器の動作のサイクル部分を図２及び４を特に参照してここで説明する。新ブレードカートリッジの装填でスタートして、新供給カートリッジ１５が上部ステージボデイ５内に装填され、位置的に固定される。供給カートリッジ１５から新ブレード９５を射出するために、ユーザーはキーパッド１５上のブレード進めプッシュボタンを押す。スイッチ１５は次にモーター１０を賦活する該マイクロコントローラーと電気的通信をしている。モーター５０は駆動され、ギヤ５５とプーリー６０をドライブしそれらはドライブシャフト６５の回転をもたらす。この作用は次いでそれぞれ装填及びクランプ用カム４０及び４５を相互に対しては固定的関係で移動させる。これらのカムは、該クランプ用カム４５がドライブシャフト６５の最初の半回転の間該クランプ用プレートと係合せぬが、装填用カム４０は右から左へ装填用プレート２０を動かしその結果放出用タブ９０は該新ブレードの最初の部分を該切断範囲内へ動かすように、該ドライブシャフト上で配向されている。
【００２９】
ドライブシャフト６５の第２の半回転の間、クランプ用カム４５は該ブレードを切断位置でクランプされさせるクランプ用プレート２０と係合するが該装填用カム４０は該装填用セグメント３０と該放出用タブ９０を左から右へ動かす。この動きに中間で該マイクロコントローラーはモーター５０を停止させ該ブレード１００は切断の用意をしてクランプされた儘でいる。
【００３０】
新ブレード９５が供給カートリッジ１５から切断範囲へ押されると、それは使用済みブレード１０を該切断範囲から廃棄カートリッジ１０へ押す。この設計は、小さな組織ブロック用に該ブレードの使用を最大化するために、１方向での新ブレードの部分的移動（装填用セグメントの各前後進サイクルでブレード幅の１／３）を可能にする。新ブレード９５を完全に射出して位置付けるのに該放出用タブの３完全サイクルを要する。特に図４Ａ−４Ｄを参照すると、図４Ａは該カートリッジ内に視認から隠された新ブレード９５を有して休止する供給カートリッジ１５を示す（スタート位置）。装填用セグメント３０（この図には示されてない）が賦活されると、それは放出用タブ９０上の歯と係合するが、該タブは新ブレード９５をその長さの３分の１だけ該ハウジング（図４Ｂ）外へ押し出す。装填用カム４０が回転すると、放出用タブ９０の方向は装填用セグメント３０により逆転され、そして該タブはそのスタート位置へ戻るよう移動する。第２サイクルは該放出用タブの左右運動を繰り返し、該ブレードをサイクル毎にその長さのなおもう１つ、３分の１だけ押す（図４Ｃ及び４Ｄ）。図４Ｄは完全に射出された新ブレード９５を示す。明らかに、１／４又は１／５の様な、その長さの種々の分数だけ該ブレードを押し出す代わりの実施例も本発明の精神と範囲内にある。
【００３１】
再び図２を参照すると、使用済みブレード１００は、前に説明した様に、供給カートリッジから駆動された新ブレード９５の作用によりその切断位置から押し出される。該２つのブレードは同じ平面を占め、それで新ブレードが射出されると、それは旧ブレードとそれらの共通のエッジで係合する。使用済みブレード１００は廃棄カートリッジ１０内へ押されるが、該廃棄カートリッジは上部ステージボデイ５内へ嵌合するよう適合された空の供給カートリッジであってもよく（図５）、又はそれは、前に説明した、逆になり、入り口１４５を有する空の供給カートリッジであってもよい。代わりの実施例では、専用の廃棄カートリッジが使用されてもよい。図５Ａ−Ｃでは、この様なカートリッジが示される。それは供給カートリッジと同じ部品を多く共有する。
【００３２】
該ブレード交換器の第２の実施例はそれぞれ下部及び上部ステージボデイ２０１，２０５を具備する。図７−８を参照すると、ミクロトームブレードカートリッジは該上部ステージボデイ２９５内に取り外し可能に配置されている。該下部ステージボデイは広範な種類の回転式ミクロトームに適合可能であり、該上部ステージ用の共通のインターフエース設置部として役立つ。処分可能なブレードカートリッジ２１０，２１５は安全の要素を提供するために上部ステージボデイ２０５内に固定されるよう適合されている。該カートリッジは第１実施例と図３−５でより充分に説明されている。この第２実施例ではそれらは該放出用タブ９０（図１−２）が放出用タブ２９０（図７−８）により置き換えられたことのみが異なる。該カートリッジは、個別ブレードが該カートリッジのボデイ内に完全に取付られた時だけ解除可能である。この”インターロック”機能は多くの方法で得られ得るが、しかしながら、好ましい実施例は該ブレード交換器の動作状態をモニターするオンボードマイクロコントローラーを含んでいる。該コントローラーの論理機能がブレードのエッジが露出されてないことを決定すると、クランプ用プレート及び／又はカートリッジは解除されてもよい。該インターロック機能は下記でより充分に説明される。該クランプ用手段はクランプ用プレート２０，支持プレート２５，そしてクランプピボットロッド１１２を有し、それらは一緒に、該ミクロトーム内で該ブレードの使用中はブレードを切断位置にクランプするよう機能する。逆進シャトル２３０は放出用タブ２９０内のスロット２３１に係合するよう設置されたシャトルタブ部分２３１を有する。放出用タブ２９０は供給用カートリッジ２１５と共に構成されている。逆進シャトル２３０は逆進ねじ２４０と係合するねじ付き部分（図示されてない）を有する。逆進シャトル２３０の機能はブレード供給カートリッジ２１５の放出用タブ２９０を動かすことで、それにより新ブレード９５を中央切断範囲へ駆動する。図３−４により示す様に、これはブレード９５のボデイ内に形成されたスロット又は孔９６と係合する下方への突出部材９２を通して行われ、それは、放出用タブ２９０が供給カートリッジ２１５内に含まれるブレードのスタックの頂部でその貯蔵位置で最も上部のブレードと係合出来るようにする。逆進ねじ２４０は上部ステージボデイ２０５により支持かつ保持されるベアリング２４１により両端で支持される。逆進シャトル２３０は螺旋カットアウト２３２と該シャトル上に配置された嵌合螺旋ねじ（図示せず）とを通して逆進ねじ２４０と係合する。好ましい実施例では、逆進シャトル２３０はねじ付きナット（threaded nut）の様に作用し逆進ねじ２３０の駆動で横に移動する。逆進ねじ２３０の螺旋カットアウトは、該逆進シャトルが該ドライブトレーン（drive train）の何等かの他の部品の同時に存在する方向変化無しに前後運動することでユニークである。同様な逆進ねじはインクジェットプリンター技術で共通であり良く知られている。
【００３３】
動力手段は双方向性直流モーター２５０を具備しており、それはドライブシャフト２６５とドライブギヤ２５５を回転させるが、それは今度は逆進ねじギヤ２６０と係合する。逆進ねじギヤ２６０は今度は逆進ねじ２４０に取付られ、回転運動がドライブシャフト２６５を通して印加されると結果は逆進ねじ２４０の回転運動となり、かくして逆進シャトル２３０のねじは螺旋カットアウトに沿って横に動くよう駆動される。又同時にドライブシャフト２６５も、ブレードを切断範囲内でクランプするか又は解除するか何れかのために、クランプ用プレート２０を前後に動かす。クランプピボットロッド１１２が該モーターが逆転される時だけ解除されるように該モーターは双方向性である。この機能は、前方へ（普通の）の動作では該ロッドの溝と係合するクラッチ機構を要し、該溝は該ロッドが該ブレード交換器から除去されるのを止めている。該ロッドの除去は清掃用アクセスのための該クランプ用プレートの除去の前触れであるので、これは該装置のもう１つの安全インターロックの特徴となる。
【００３４】
逆進シャトル２３０がクランプ用プレート２０が開いている（圧力が該ブレードから除去される）時の位置に新ブレード９５を押すことだけが出来るように該逆進ねじ２４０とクランプ用カム４５は協調する。この協調機能をもたらすために該２つのカムを設計し位置付けることは充分当該技術内にある。
【００３５】
上記説明の機能的利点は多数にある。第１に、該ブレードは完全に手による接触無しに該切断範囲内へ動かされる。第２に、ブレードは完全に手による接触無しに処分用に廃棄カートリッジ内へ動かされる。第３に、プッシュボタンスイッチ又は手動レバーにより、該ブレードを自動的に動かすことは装填（loading）及び排出（unloading）する速く、効率的方法である。
【００３６】
本発明の現在の或る好ましい実施例がここで説明されて来たが、説明された実施例の変更及び変型が行われるがそれらは本発明の精神と範囲から離れるものでないことは本発明の属する当該技術の当業者には明らかである。従って、本発明は付属する請求項と適用可能な法律のルールにより要求される程度にのみ限定されるよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  示された上部及び下部両ステージを有する自動型ブレード交換器の正面図である。
【図２】  該装置の上部ステージの部分的切り欠きのある正面図である。
【図３Ａ−Ｄ】  それぞれ、ブレード供給カートリッジの斜視図、同品の平面図、３Ｂに示す線Ｃ−Ｃに沿う断面図、そして本発明を用いての使用に適合されたブレードを示す。
【図４Ａ−Ｄ】  装填中にブレードが典型的に到達する位置のシーケンスの正面図である。
【図５Ａ−Ｃ】  それぞれ、専用廃棄カートリッジの正面斜視図、同品の平面図、そして線Ｄ−Ｄに沿った断面図である。
【図６】  該ブレード交換器を制御する電子機器のブロック図である。
【図７】  示された上部及び下部両ステージを有する自動型ブレード交換器の第２の実施例の正面図である。カットアウトはドライブシャフトギヤ取りつけ配置を示す。
【図８】  該装置の上部ステージの部分的切り欠きのある該自動型ブレード交換器の第２の実施例の正面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ−Ｄ】
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【図４Ａ−Ｄ】
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【図５Ａ−Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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