(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のアームにそれぞれ固着されたマイクロマニピュレータにおいて、
シリコン単結晶からなるハンドリング支持部（２）と、
前記ハンドリング支持部（２）の先端部の上面の中央部に形成された取付溝（５）と、
前記取付溝（５）内に固着された剛性及び導電性を有する金属材料から形成したハンドリング部（８）とを備え、
ハンドリング支持部（２）の取付溝（５）を含む上面には、絶縁膜（６）が形成されるとともに、前記絶縁膜（６）の上部には導電性の金属材料からなる電気配線（７）が形成され、更に前記電気配線（７）を備えた前記取付溝（５）内には前記ハンドリング部（８）が導電体ペーストを用いて固着され、
前記電気配線（７）の基端を電圧源に接続することにより、前記ハンドリング部（８）の先端に前記電圧源からの電圧を供給可能としたマイクロマニピュレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のマイクロマニピュレータにおいて、
前記取付溝（５）は前記ハンドリング支持部（２）の長軸方向へ延びるＶ字状に形成されるとともに、前記ハンドリング部（８）は三角柱状に形成され、
前記取付溝（５）内に形成した電気配線（７）の上部には、前記ハンドリング部（８）が前記取付溝（５）に面接触状態で嵌合されてなるマイクロマニピュレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロマニピュレータに係り、詳しくは微小な対象物を取り扱うためのマイクロマニピュレータのハンドリング部に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、一対のマイクロマニピュレータ２０，２１を示す。互いに接離する第１及び第２アーム２２，２３には、それぞれ第１及び第２マイクロマニピュレータ２０，２１が固着されている。
【０００３】
第１マイクロマニピュレータ２０は、４角柱に形成されている。そして、その第１マイクロマニピュレータ２０の先端部は微小な対象物を把持するために、異方性エンッチングによって鋭利に形成されている。
【０００４】
第２マイクロマニピュレータ２１も、４角柱に形成されている。そして、その第２マイクロマニピュレータ２１の先端部は微小な対象物を把持するために、第１マイクロマニピュレータ２０と同様に異方性エンッチングによって鋭利に形成されている。更に、第２マイクロマニピュレータ２１の中央部には、力センサ部２４が形成されている。
【０００５】
力センサ部２４は、第２マイクロマニピュレータ２１の中央付近を異方性エンッチングによって肉薄のダイアフラムに加工して形成されている。更に、このダイアフラムに加工した部分にはＩＣ製造手法の一つである拡散法を用いて歪みゲージ２５が形成されている。
【０００６】
この歪みゲージ２５は、力センサ部２４に加わった歪みに比例した信号（電圧）出力するようになっている。
従って、第１及び第２アーム２２，２３が互いに接近して、各マイクロマニピュレータの鋭利な先端部において、微小な対象物Ｏが把持されると、第２マイクロマニピュレータ２１は対象物Ｏから力を受ける。この力は力センサ部２４に加わる。その結果、力センサ部２４には歪みが発生して、歪みゲージ２５はこの歪みに比例した信号を出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５に示すマイクロマニピュレータ２０，２１においては、その鋭利に形成した先端部は顕微鏡の下でさらなる微小な対象物を把持するのに適していない。従って、さらなる微小な対象物を把持することができるがマイクロマニピュレータが要求されている。
【０００８】
図６は、さらなる微小な対象物を把持することが可能なマイクロマニピュレータ３０一対の片方のみを図示する。
このマイクロマニピュレータ３０は、シリコン単結晶からなり、４角柱に形成されている。更に、このマイクロマニピュレータ３０の一つの先端部はエッチングによって細い４角柱の棒３１に形成されている。
【０００９】
この先端に形成した４角柱の棒３１の基端部には歪みゲージ３２を含む力センサ部３３が形成されている。この歪みゲージ３２は力センサ部３３に発生した歪みに比例した信号（電圧）出力する。
【００１０】
従って、先端部が微小な対象物を把持して力を受けると、力センサ部３３にはその力によって歪みが発生する。歪みゲージ３２はこの歪みに比例した信号を出力する。
【００１１】
しかしながら、図６に示すマイクロマニピュレータ３０においては、先端に形成した４角柱の棒３１は、細く小さい形状であるため、微小な対象物を把持してその対象物から力を受けた時、基端部において折れ易く、又ねじれ易いため、剛性が要求されている。
【００１２】
本発明の目的は、細く小さく形成した先端部を備え、微小な対象物を把持した時、折れることもねじれることもなく、さらなる微小な対象物を把持することができるマイクロマニピュレータを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、一対のアームにそれぞれ固着されたマイクロマニピュレータにおいて、シリコン単結晶からなるハンドリング支持部（２）と、前記ハンドリング支持部（２）の先端部の上面の中央部に形成された取付溝（５）と、前記取付溝（５）内に固着された剛性及び導電性を有する金属材料から形成したハンドリング部（８）とを備え、ハンドリング支持部（２）の取付溝（５）を含む上面には、絶縁膜（６）が形成されるとともに、前記絶縁膜（６）の上部には導電性の金属材料からなる電気配線（７）が形成され、更に前記電気配線（７）を備えた前記取付溝（５）内には前記ハンドリング部（８）が導電体ペーストを用いて固着され、前記電気配線（７）の基端を電圧源に接続することにより、前記ハンドリング部（８）の先端に前記電圧源からの電圧を供給可能としたことを要旨とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマイクロマニピュレータにおいて、前記取付溝（５）は前記ハンドリング支持部（２）の長軸方向へ延びるＶ字状に形成されるとともに、前記ハンドリング部（８）は三角柱状に形成され、前記取付溝（５）内に形成した電気配線（７）の上部には、前記ハンドリング部（８）が前記取付溝（５）に面接触状態で嵌合されてなることを要旨とする。
【００１６】
本発明によれば、ハンドリング支持部及び剛性を有する棒であるハンドリング部から構成されている。そして、前記ハンドリング部は前記ハンドリング支持部の取付溝に嵌合され、固着されている。
【００１７】
従って、ハンドリング部は対象物を把持したとき、その対象物から受ける力に対して十分な剛性を有している。その結果、前記ハンドリング部は折れることもねじれることもない。
【００１８】
また、本発明によれば、ハンドリング部は、導電性の金属材料から形成されている。そして、ハンドリング支持部及び取付溝の上面には電気配線が形成され、ハンドリング部は前記取付溝内に導電体ペーストによって固着されている。更に、該電気配線の基端は電圧源に接続されている。
【００１９】
従って、ハンドリング部の先端に前記電圧源からの電圧を供給することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したマイクロマニピュレータ１の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態における一対のマイクロマニピュレータ１を示している。一対のマイクロマニピュレータ１はそれぞれ矢印Ａ及び矢印Ｂの方向に移動可能であってそれぞれ基端部が図示しないアーム部に固着されている。
【００２２】
マイクロマニピュレータ１は、シリコン単結晶からなるハンドリング支持部２を備えている。該ハンドリング支持部２は、４角柱に形成されている。又、図２に示すように、該ハンドリング支持部２の先端部は、エッチングによって斜めに形成されてる。更に、該ハンドリング支持部２の中央部には力センサ部３が形成されている。
【００２３】
力センサ部３は、マイクロマニピュレータ１の中央付近を異方性エンッチングによって肉薄のダイアフラムに加工して形成されている。更に、このダイアフラムに加工した部分にはＩＣ製造手法の一つである拡散法を用いて歪みゲージ４が形成されている。この歪みゲージ４は、力センサ部３に加わった歪みに比例した信号（電圧）出力するようになっている。
【００２４】
図３に示すように、該ハンドリング支持部２の斜めに形成した先端部の上面の中央部には異方性エッチングによって所定の長さを備える取付溝５がハンドリング支持部２の長軸方向にＶ字状に形成されている。
【００２５】
前記力センサ部３及び前記取付溝５を含むハンドリング支持部２の上面には、２酸化シリコンからなる絶縁膜６が形成されている。
更に、前記絶縁膜６形成された取付溝５の上面からハンドリング支持部２の上面には導電性の金属材料からなる電気配線７がスパッタリングによって形成されている。
【００２６】
この電気配線７は、ハンドリング支持部２の表面上を前記取付溝５からその基端部に向かって所定の幅を備えて形成され、前記電気配線７の基端は図示しない電圧源に接続されている。
【００２７】
前記取付溝５内に形成した電気配線７の上部には、所定の長さを備え、３角柱に形成されたハンドリング部８が前記取付溝５内に嵌合するように導電体ペーストを用いて固着されている。該ハンドリング部８は、ＳＵＳ材からなっている。
【００２８】
従って、図１に示すように、それぞれの図示しないアームが矢印Ａ及び矢印Ｂのように移動して、両ハンドリング部８が微小な対象物Ｏを把持すると、両ハンドリング部８はその対象物から力を受ける。その力はハンドリング支持部２の力センサ部３に伝達される。
【００２９】
力センサ部３には、前記力によって歪みが発生するため、前記半導体歪みゲージ４はその歪みに比例した信号を出力する。
本実施形態のマイクロマニピュレータ１によれば、以下のような特徴を得ることができる。
【００３０】
（１）本実施形態におけるマイクロマニピュレータ１は、ハンドリング支持部２及びＳＵＳ材からなるハンドリング部８から構成されている。そして、前記ハンドリング部８は、前記ハンドリング支持部２に形成した取付溝５に嵌合され、導電体ペーストを用いて固着されている。
【００３１】
従って、ハンドリング部８は微小な対象物Ｏを把持したとき、その対象物Ｏから受ける力に対して十分な剛性を有している。その結果、前記ハンドリング部８は折れることもねじれることもない。
【００３２】
更に、ハンドリング部８は、ＳＵＳ材から成形されるため、細くしても十分な剛性を備えることが可能である。その結果、顕微鏡下での作業の効率を向上させることができる。
【００３３】
（２）ハンドリング部８は、導電性の金属材料であるＳＵＳ材から形成されるとともに、ハンドリング支持部２に形成した取付溝５内から基端に向かって電気配線７が形成されている。更に、該電気配線７の基端は電圧源に接続されている。又、前記ハンドリング部８は、前記ハンドリング支持部２の取付溝５内に嵌合されて、導電性ペーストによって固着されている。
【００３４】
従って、ハンドリング部８の先端に前記電圧源からの電圧を供給することができる。
尚、実施の形態は上記に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
【００３５】
○  ハンドリング支持部２の上面に形成した取付溝５をＶ字状に形成することに代えて、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように矩形状の取付溝５又は円筒の断面の一部有する取付溝５を形成してもよい。更に、図４（ｃ），（ｄ），（ｅ）及び（ｆ）に示すように、取付溝５の形状はハンドリング部８の断面形状に比べて大きくしてもよい。
【００３６】
○  ハンドリング部８の断面形状を３角形に形成することに代えて、図４（ａ），（ｂ）に示すように矩形の断面及び円形の断面を有するハンドリング部８を形成してもよい。
【００３７】
このようにした場合にも、前記実施形態に記載の特徴（１），（２）と同様の特徴を得ることができる。
○  更に、図４（ｇ）に示すように、絶縁膜６（２酸化シリコン）及び導電性ペーストを用いることなく、シリコン単結晶からなるハンドリング支持部２の取付溝５内にハンドリング部８を載置し、それらの上部にエピタキシヤル成長法を用いて、シリコン単結晶を成長させてもよい。
【００３８】
このようにした場合にも、ハンドリング部８をハンドリング支持部２に固着することができる。
○  ハンドリング部８はＳＵＳ材に代えて、導電性を有する金属、例えばＳＳ材、ＳＣ材等を用いてもよい。
【００３９】
○  更に、ハンドリング部８はＳＵＳ材に代えて、剛性を有する材料、例えば合成樹脂等を用いてもよい。
○  ハンドリング支持部２の中央部には力センサ部３が形成されたが、この力センサ部３を形成しなくてもよい。
【００４０】
上記別例のようにした場合にも、前記実施形態に記載の特徴（１）と同様の特徴を得ることができる。
○  絶縁膜６を２酸化シリコンを用いて形成したが、窒化シリコンを用いてもよい。
【００４１】
このようにした場合にも、前記実施形態に記載の特徴（２）と同様の特徴を得ることができる。
次に、前記実施形態及び各別例から把握できる技術的思想について、それらの効果と共に以下に記載する。
【００４２】
（１）前記ハンドリング支持部（２）には力センサ部（３）が成形されていること。
【００４３】
従って、この（１）に記載の発明によれば、ハンドリング部（８）が微小な対象物を把持したとき、そのハンドリング部（８）が対象物から受ける力を検出することがことができる。
【００４４】
（２）前記ハンドリング部（８）は、ＳＵＳ材から形成されていること。
【００４５】
従って、この（２）に記載の発明によれば、小さく細くしても十分な剛性を備えることができるという効果が得られる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ハンドリング部は微小な対象物を把持したとき、その対象物から受ける力に対して十分な剛性を有している。その結果、前記ハンドリング部は折れることもねじれることもない。したがって、さらなる微小な対象物を把持することができる。
【００４７】
また、ハンドリング部の先端に電圧を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態における一対のマイクロマニピュレータの斜視図。
【図２】  本実施形態におけるマイクロマニピュレータの側面図。
【図３】  本実施形態におけるマイクロマニピュレータの断面図。
【図４】  別例におけるハンドリング部及び取付溝の断面図。
【図５】  従来の一対のマイクロマニピュレータの斜視図。
【図６】  先端部の形状が異なる従来のマイクロマニピュレータの要部拡大図。
【符号の説明】
２…ハンドリング支持部、５…取付溝、６…絶縁膜、７…電気配線、８…ハンドリング部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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