(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃体（２４）と切刃（２８）を備える先細り領域（２６）とを具備する基材（２２）であって、少なくとも５４のロックウェルＣ硬さまで硬化された後、燒鈍処理を施してロックウェルＣ硬さを約４６〜約５３未満とした鋼鉄製の基材（２２）と、
先細り領域（２６）上に重ねられる、厚さ約０．１〜約２．５μｍのコーティング（３２）であって、
第１の金属の第１のコーティング層（３４）と、
第１のコーティング層（３４）上に重ねられ、バナジウム、クロム、ジルコニウム、チタン、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステンおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される第２の金属と、窒素、炭素およびこれらの組み合わせからなる群から選択される非金属との化合物を含む第２のコーティング層（３６）と、
を含むコーティング（３２）と、
を含み、コーティングを施した切刃縁（３８）を有する、コーティングを施したメス刃（２０）。
【請求項２】
コーティング（３２）の厚さが約０．１〜約１．０μｍである、請求項１に記載のコーティングを施したメス刃（２０）。
【請求項３】
第１のコーティング層（３４）がジルコニウムを含み、第２のコーティング層（３６）が窒化ジルコニウムを含む、請求項１または請求項２に記載のコーティングを施したメス刃（２０）。
【請求項４】
第１の金属と第２の金属とが同じ金属である、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のコーティングを施したメス刃（２０）。
【請求項５】
先細り領域（２６）の刃先角が約１０〜約２５度である、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のコーティングを施したメス刃（２０）。
【請求項６】
コーティングを施した切刃縁（３８）が原子的に鋸歯状化される、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のコーティングを施したメス刃（２０）。
【請求項７】
基材（２２）が、手術に見合う等級のステンレス鋼である、請求項１から請求項６までのいずれかに記載のコーティングを施したメス刃（２０）。
【請求項８】
刃体（２４）と切刃（２８）を備える先細り領域（２６）とを具備するメス刃（２０）の形状をしており、少なくとも５４のロックウェルＣ硬さまで硬化された鋼鉄製の基材（２２）を準備する段階と、その後
ロックウェルＣスケールで少なくとも約５ポイント硬度を低下させるように、基材（２２）に燒鈍処理を施す段階と、
基材（２２）の少なくとも先細り領域（２６）に、付着源から約０．１〜約２．５μｍ厚さのコーティング（３２）を付着させる段階であって、
第１の金属による第１のコーティング層（３４）を付着させる第１の付着段階と、その後
第１のコーティング層（３４）の上に、バナジウム、クロム、ジルコニウム、チタン、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステンおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される第２の金属と、窒素、炭素およびこれらの組み合わせからなる群から選択される非金属との化合物を含む第２のコーティング層（３６）を付着させる第２の付着段階と、
を含む段階とを含む、コーティングを施したメス刃（２０）を製造する方法であって、
第２の適用段階が、基材（２２）に付着源より約７０Ｖ以上低い電圧を印加する段階をさらに含む方法。
【請求項９】
付着源が陰極アーク付着源である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
コーティング（３２）の厚さが約０．１〜約１．０μｍである、請求項８または請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第１の金属と第２の金属とが同じ金属である、請求項８から請求項１０までのいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、メス刃即ちメス用の刃およびその製造に関し、特に、優れた靭性および切れ味を長期の使用時間にわたり維持できる刃に関する。
【０００２】
（発明の背景）
メスは、着脱自在な刃を通常備えた、医学的、獣医学的、生物学的および他の処置において対象物を切開するために用いられる小型ナイフである。医学的、獣医学的、生物学的および他の処置に用いるメス刃は、切開する組織に対する損傷を可能な限り小さくするように、切れ味が優れていなくてはならない。また、処置中の器具交換回数を最小限に抑えられるように、その切れ味を処置中できるだけ長続きさせなければならない。
【０００３】
従来のメス刃は、処置中、その切刃の切れ味を維持できるように、ロックウェルＣ硬さが約５４〜６２である、手術に見合う等級のステンレス鋼で製造されている。メス刃は、通常約２６度の刃先角に尖らせる。メス刃の切れ味を増すには、刃先角を小さくすることが望ましい。ところが刃先角が狭くなると、刃は折れ曲がってめくれやすくなり、役に立たなくなってしまう。こうした刃はまた、とても硬いために延性および靭性が低く、刃が大変薄い場合には脆さによる破損を起こし易いため、処置中に破断しやすい。脆さにより破損は、手術中特に懸念されることである。メス刃の破損片を見付けるのは難しく、患者の体内に残留してしまう危険性もあるからである。従来のメス刃では、刃先角を小さくすると、使用中の刃の切れ味も急速に鈍る。
【０００４】
一方、ステンレス鋼に燒鈍処理を施すと、刃の靭性を適度に高め、脆性破壊を起こしにくいレベルにまでロックウェルＣ硬さを低下させることができる。ところがこれでも、刃の先細り領域はまだめくれやすく、役に立たなくなる可能性がある。さらに、鋼鉄は軟らかいため切れ味のよさを維持できないことから、切れ味のよい切刃の耐用時間は大幅に短くなり、数回の切開でメス刃を交換しなければならない場合もある。
【０００５】
切れ味がよく、それを長時間にわたり維持でき、処置中にも脆性破壊を起こしにくい改良型メスおよびメス刃が要望されている。本発明はこうした要望に応え、これに伴う利点を提供するものである。
【０００６】
（発明の概要）
本発明は、メス刃およびその製造方法を提供するものである。このメス刃は切れ味に優れ、その切れ味を使用中長期間にわたり維持できるものである。このメス刃の延性は従来のメス刃より比較的高いため、脆性破壊を起こす危険性が低くなっている。延性を高めたことにより、使用中のメス刃の性能も安定している。本発明のメス刃は、その他の点では従来のメス刃ホルダに匹敵し、メス刃を使用する医学的その他の切開処置を変更する必要はない。本製造方法により、むらのない構造および機能を備えたメス刃を製造することができる。
【０００７】
コーティング即ち被覆を施したメス刃は、刃体と切刃を備える先細り領域とを具備する基材を含む。この先細り領域の刃先角は、望ましくは約１０〜約２５度、より好ましくは約１０〜約１８度とする。この基材は、好ましくは、まず少なくとも５４のロックウェルＣ硬さに硬化し、続いて燒鈍処理を施して約４６〜約５３未満までのロックウェルＣ硬さまで戻した鋼鉄で製造する。この先細り領域の上にコーティングを重ねる。このコーティングの厚さは約０．１〜約２．５μｍ、好ましくは約０．１〜約１．０μｍとし、最も好ましくは約０．３μｍとする。このコーティングは、第１の金属による第１のコーティング層と、第１のコーティング層の上に重ねた第２のコーティング層とを含む。第２のコーティング層は、バナジウム、クロム、ジルコニウム、チタン、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステンおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される第２の金属と、窒素、炭素およびこれらの組み合わせからなる群から選択される非金属との化合物（chemical combination）を含んでいる。第１の金属と第２の金属とを同じにし、このコーティングにジルコニウムを含む第１のコーティング層と、窒化ジルコニウムを含む第２のコーティング層とを具備することが最も好ましい。このコーティングを施したメス刃に、好ましくは、原子的に鋸歯状化し原子的に尖らせた、コーティングを施した切刃縁を設ける。
【０００８】
コーティングを施したメス刃の製造方法は、刃体と切刃を備える先細り領域とを含む基材を準備する段階を含む。この基材は、少なくとも５４のロックウェルＣ硬さまで硬化した鋼鉄製である。この基材に後に燒鈍処理を施して、その硬さをロックウェルＣ硬さで少なくとも約５ポイント引き下げる。この基材の少なくとも先細り領域上に、コーティングを付着源から付着させる。このコーティングの厚さは約０．１〜約２．５μｍである。この付着段階は、第１の金属による第１のコーティング層を付着する第１の付着段階と、第２のコーティング層を第１のコーティング層の上に付着する第２の付着段階とを含む。第２のコーティング層は、バナジウム、クロム、ジルコニウム、チタン、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステンおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される第２の金属と、窒素、炭素およびこれらの組み合わせからなる群から選択される非金属との化合物を含む。第２の適用段階は、その終了間際、後半の段階で、基材に付着源より約−７０Ｖ以上低い電圧を印加する段階を含む。この製造工程により、性能に優れ、製造作業における再生産性が高く、安定した操作性能が得られるメス刃が製造される。
【０００９】
燒鈍処理段階と付着段階とを同じ装置内で行うことが好ましい。付着源は、陰極アーク付着源とすることが望ましい。準備する段階に、複数枚の基材を準備する段階を含め、付着段階に、複数枚の基材を、互いに刃体を隣接させ、切刃を同じ方向に向けた状態で積み重ねる段階と、切刃を付着源に向けて配向する段階とを含めることができる。上述した他の特徴も、この方法に組み込むことができる。
【００１０】
こうして得られるメス刃は、先細り領域の刃先角が狭く、また好適な手法では、第２のコーティング層に対する付着段階の終了前に大きな負電圧を印加して原子的に尖らせるので、切れ味が大変よい。また鋼鉄製基材に燒鈍処理を施しているので、比較的延性に富み、冶金学的に粘り強い。コーティングにより、刃の先細り領域が強化され、刃の曲げやめくれに対してより効果的に耐えられるため、金属に燒鈍処理を施しても刃先角を狭く保つことができる。粘り強く、脆性破壊に耐性があるメス刃が得られるので、切開処置中に破損する可能性は大幅に低下する。このメス刃は切れ味にも優れており、その切れ味は使用中長時間にわたって維持される。
【００１１】
このメス刃の構造および機能は、市販されているもう１つの鋭利物品であるカミソリ刃とは異なるものである。カミソリ刃は、その切刃の長手方向全体をホルダで支持されており、ホルダから外向きに延出している距離はわずかである。一方、メス刃はそのハンドル部分から比較的大きく飛び出している。にもかかわらずこのメス刃の鋭利な端部は切開に用いられるので、従来の切開動作と硬い対象物に対する衝撃との双方に耐えるものでなければならない。したがって、メス刃の場合、カミソリ刃より実質的に高い靭性が必要となる。
【００１２】
本発明のその他の特徴および利点は、以下に詳述する好適な実施形態についての説明を添付の図面と併せ読めば明らかになるであろう。好適な実施形態は、本発明の原理を例によって例示するものである。ただし、本発明の範囲はこの好適な実施形態に限定されるものではない。
【００１３】
（発明の詳細な説明）
図１〜図３に、コーティング即ち被覆を施したメス用の刃即ちメス刃２０を示す。このメス刃２０は、両側２５が平行な刃体２４と、両側２７が互いに近寄っていく形状の先細り領域２６とを備えた基材２２として説明することができる。先細り領域２６は刃体２４と連続しており、切刃２８に向けて先細になっている。図３に示すように、この先細り領域２６の刃先角Ａは約１０〜約２５度、より好ましくは約１０〜約１８度である。この刃先角Ａが約１０度より狭くなると、先細り領域２６が狭くなりすぎて作業時の十分な強度が得られない。この刃先角Ａが約２５度より大きくなると、メス刃の操作は可能であるが、基材固有の切れ味が不充分となる。約１０〜約１８度の刃先角であれば、以下に説明するように基材２２をコーティングすることにより、優れた切れ味と十分な強度との組合わせが得られる。
【００１４】
基材２２は鋼鉄製とする。これは、重量％で表すと１６〜１８％のクロム、０．６〜０．７５％の炭素、１％以下のマンガン、０．０４％以下のリン、１％以下のケイ素、０．７５％以下のモリブデン、０．０３％以下の硫黄、残部の鉄からなる組成物を含むステンレス鋼４４０型などのステンレス鋼にすることが好ましい。このステンレス鋼を、ロックウェルＣ硬さが少なくとも５４、通常５４〜６２になるまで硬化し、その後、燒鈍処理を施してそのロックウェルＣ硬さを少なくとも約５ポイント引き下げ、好ましくは約４６〜約５３未満のロックウェルＣ硬さまで低下させる。
【００１５】
開口部３０が、基材２２の刃体２４を貫通して延在している。開口部３０は、操作時にメス刃２０を保持するために用いるハンドル（図示せず）に設けられた対応ピン（図示せず）と係合する形状となっている。
【００１６】
コーティング３２を、先細り領域２６の両側２７の少なくとも一部に重ねる。コーティング３２を刃体２４にも重ねてよいが、必ずしも重ねる必要はない。以下に説明する好適な製造手法では、コーティング３２を先細り領域２６の両側２７上にのみ付着させ、刃体２４の平行な両側２５には付着させない。
【００１７】
コーティング３２には、第１の金属（および、通常その第１の金属を他の元素より多く含有するその金属合金）による第１のコーティング層３４が含まれている。この層が、先細り領域２６の両側２７の少なくとも一部に接触して、その上に付着する。この第１のコーティング層３４の上に第２のコーティング層３６を重ねる。第２のコーティング層３６は、バナジウム、クロム、ジルコニウム、チタン、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、タングステンおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される第２の金属と、窒素、炭素およびこれらの組み合わせからなる群から選択される非金属との化合物を含む。第１の金属を第２の金属と同じにすることが好ましい。
【００１８】
第１のコーティング層３４は、第２のコーティング層３６を基材２２に接着させやすくするものであり、第２のコーティング層３６は、メス刃２０に、硬さ、耐磨耗性、および切刃保持力を持たせるものである。この２つのコーティング層３４と３６とを組み合わせて先細り領域２６を強化することにより、刃先角Ａを約１０〜約２５度という狭い角度にして先細り領域２６を形成することができる。
【００１９】
コーティング３２の最も好適な構成は、ジルコニウム（およびその金属合金を含む）による第１のコーティング層３４および窒化ジルコニウムによる第２のコーティング層３６である。この窒化ジルコニウムは、不活性で硬く、平滑性が高いため、窒化チタンなどの他の使用可能材料より好適である。
【００２０】
コーティング３２の厚さは約０．１〜約２．５μｍ、より好ましくは約０．１〜約１．０μｍ、最も好ましくは約０．３μｍとする。コーティング３２をこれより薄くすると、必要な機械特性が得られない。このコーティングの基材縁部２８がこれより厚くなると、切刃の切れ味が鈍り、基材２２が剥落しやすくなる。第１のコーティング層３４は極めて薄く、通常約１００〜６００Å程度であり、第２のコーティング層３６が、コーティング３２の残りの厚さ部分を占める。
【００２１】
コーティング３２に任意に追加層を設けることができる。例えば、第１のコーティング層３４と第２のコーティング層３６との間に１層または複数の追加層を付着してもよい。追加層を第２のコーティング層３６の上に重ねて付着させることもできるが、好ましくは第２のコーティング層３６を最上層にする。
【００２２】
窒化ジルコニウムであることが好ましい硬質材料による第２のコーティング層３６を含むコーティングは、細い先細り領域２６に横方向の機械的安定を与える役割を果たす。この機械的安定により、メス刃２０の先細り領域２６は操作中、曲がってめくれたり反ったりしなくなる。したがって、第２のコーティング層３６がない場合に比較して狭い刃先角Ａを設けることができる。刃先角Ａが狭いほど、メス刃２０の切れ味は本質的によくなる。硬質のコーティング３２を設けたこと自体および処理手法により、切れ味に優れたメス刃２０を実現しやすくなっている。
【００２３】
このコーティングを施したメス刃２０は、コーティングを施した切刃縁３８を具備している。メス刃２０を使用する際、切開を実行するのがこのコーティングを施した切刃縁３８である。このコーティングを施した切刃縁３８は極めて切れ味がよく、耐性に富んでいる。切開動作をしやすくするには、好ましくは、このコーティングを施した切刃縁３８の長手方向に沿って原子的に鋸歯状化して原子的に尖らせる。こうした原子レベルの鋸歯状化は、従来のいくつかのナイフの切刃における鋸歯状化にやや類似し、同じように切開時の機能向上に寄与するものであるが、本発明の場合は微視的レベルである。原子的に鋸歯状化して尖らせた構造は、以下に説明する好適な製造手法により製造する。
【００２４】
図４および図５に、基材２２を処理してコーティング３２を付着させるために用いる陰極アーク付着装置５０を示す。スパッタリングあるいは他の操作可能な手法で付着を行なってもよい。この付着装置では、付着中、付着源に相対する基材２２に負の電圧電位を印加できるようにすることが好ましい。付着装置５０は室即ちチャンバ５２を備え、このチャンバ５２は、本体５４と、チャンバ５２内に手を入れる際に開けることができ、チャンバ５２の操作中は本体５４と密閉シールされるドア５６とを具備する。仕切り弁６０を介して動作する真空ポンプ５８により、チャンバ５２の内部を制御可能に真空にする。真空ポンプ５８は、通常通り共に動作する機械的ポンプおよび拡散ポンプを含んでいる。チャンバ５２の内部を、戻し弁６４を介してガス源６２からの選択ガスの分圧まで制御可能に戻すことができる。このガス源は通常、数種類の別個に利用可能なガスを含有する。このガス源６２は通常、アルゴンなどの不活性ガス源６２ａ、窒素ガス源６２ｂ、およびアセチレンなどの炭素含有ガス源６２ｃを備え、それぞれから選択的に他とは独立して各切替え弁６５ａ、６５ｂあるいは６５ｃを介してガスが供給される。所望に応じて、他の種類のガスを供給することも可能である。
【００２５】
チャンバ５２内の圧力を真空計６６でモニタし、その出力信号を圧力コントローラ６８に送る。圧力コントローラ６８により、仕切り弁６０および戻し弁６４（および任意に切替え弁６５）の設定を制御して、チャンバ５２内に所望の圧力を形成して真空計６６の圧力値を所望通りにするように排気とガス流の戻しとのバランスを実現する。このため、チャンバ５２内に埋戻される気相雰囲気を、好ましくは流動あるいは動的雰囲気とする。
【００２６】
図示のように少なくとも２つ、好ましくは４つの線形付着源７０を周方向に互いに距離をおいてチャンバ５２内部に設ける。図４では、４つの付着源を別個の源７０ａ、７０ｂ、７０ｃおよび７０ｄとして識別している。この４つの付着源７０は、源の軸線線７２（図５）に平行に延在する最大直線寸法を備えた略矩形体である。この種の付着源は、静止型点源や、付着処理時に基材の長手方向に移動する点源とは異なるものである。
【００２７】
基材支持部７４をチャンバ５２内で位置決めする。この基材支持部７４により、その上に取り付けられている基材は複合回転移動を行なう。好適な基材支持部７４の例として、回転軸線線７８を中心に回転し、その下に位置する回転駆動モータ８０で駆動される回転式運搬台７６が挙げられる。図示のように、この回転式運搬台７６の上には、少なくとも１つ、好ましくは６つの遊星運動式運搬台８２を取り付ける。この遊星運動式運搬台８２は、回転駆動モータ８０からの歯車連鎖（図示せず）により回転軸線線８４を中心に回転自在に駆動される。別の方法として、別個の遊星運動駆動モータを遊星運動式運搬台８２の下に設けて用いてもよい。回転コントローラ８８により、この回転駆動モータ８０の速度を制御する。
【００２８】
付着処理を行なうには、付着対象である物品４０を、物品の長軸線があればこれを回転軸線８４に平行になるように適切に固定して、遊星運動式運搬台８２に取り付ける。すなわち、回転式運搬台７６および遊星運動式運搬台８２が回転すると、物品４０が連続的に回転して、物品４０のすべての側部にコーティングが施される。商業運転用には、遊星運動式運搬台８２の１台について例示したように、通常、上述した方法で複数の物品を各遊星運動式運搬台８２上に取り付ける。
【００２９】
付着装置５０において、物品４０があればその長軸線と、源の軸線７２、回転軸線７８および回転軸線８４をすべて共通軸線９０に対して略平行に配置する。
【００３０】
付着処理中の物品４０の温度を、チャンバ５２内部の一方の側部で付着源７０に平行に延在するヒータ９２を用いて制御する。このヒータ９２は、電気抵抗素子と動作する放射放熱器にすることが好ましい。経験から、運搬台７６および８２の回転動作と物品２０の熱保持量とにより、チャンバ５２の一方の側部に１つのヒータ９２を設置すれば、基材を十分均一に加熱できることがわかっている。必要に応じて、ヒータ９２を追加してもよい。基材物品４０の温度を、チャンバ内部を調べる赤外センサなどの温度センサ９４でモニタする。センサ９４で測定した温度を温度コントローラ９６に送信して、そこからヒータ９２に電力出力の指示を出す。このフィードバック方式で動作する温度コントローラ９６により、付着操作前および操作中の基材物品の温度を設定することができる。（物品は付着処理によってもある程度加熱されるため、ヒータは、物品温度を制御する微調整装置として動作する。）ジルコニウムあるいはジルコニウム化合物のコーティングを適用した鋼鉄物品４０に対する好適処理では、この物品を約４２７℃〜約４５４℃（約５００°Ｆ〜約８５０°Ｆ）に加熱する。
【００３１】
図６に、付着源７０の好適な形態で用いる陰極アーク源１００を例示する。（陰極アーク源ではなく、スパッタ源あるいは他の操作可能源を用いてもよい。）陰極アーク源１００は、チャネル形状の本体１０２と、付着ターゲット１０４を含んでいる。付着ターゲット１０４は、Ｏリング１０６を利用して本体１０２に密閉シールされたプレートの形態であり、水密および気密中空内部１０８を形成している。内部１０８は、水入口１１０から水出口１１２へと流動する冷却水で冷却されている。２つの凹状永久磁石１１４が、源の軸線７２に平行に延在している。本体１０２の外部で付着ターゲット１０４の上方に衝突電極１１８が位置決めされている。アーク源電源１２０により電圧ＶARCをこの衝突電極１１８と付着ターゲット１０４との間に印加する。ＶARCを約１０〜約５０Ｖにすることが好ましい。
【００３２】
当初付着ターゲット１０４を形成していた材料を、所望に応じて、チャンバ内の大気からアニオン種を生成するガス原子と共に、基材物品４０に付着させる。この好適な実施形態において、付着ターゲット１０４はジルコニウム（Ｚｒ）製である。付着ターゲット材料として使用可能な他の種として、バナジウム、クロム、チタン、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタルおよびタングステンを含むがそれだけには限定されない、周期表のＩＶ〜ＶＩ族の金属が挙げられる。アルミニウムなどの他の金属も使用可能である。付着ターゲットは合金製あるいは金属間化合物製としてもよい。
【００３３】
付着を実行するには、衝突電極１１８と付着ターゲット１０４との間にアークを発生させて、局所的に付着ターゲット１０４を加熱し、付着ターゲット１０４から正に帯電した金属イオンを放出させる。（したがって、付着が進行するにつれて付着ターゲット１０４は徐々に薄くなる。）アークが付着ターゲット１０４に衝突する地点は、付着ターゲット１０４の長手方向に長円状に移動する。負のバイアス電圧ＶBIASを、バイアス電源１２２により付着ターゲット１０４と基材物品４０との間に印加して、正の帯電金属イオンあるいは金属間イオンの物品４０方向への移動を加速する。
【００３４】
ＶBIASは約−５０〜約−６００Ｖとすることが好ましい。ＶBIASとして選択するこの値により、物品４０の表面に対するイオン衝突エネルギーが決まる。通常の場合、第１のコーティング層３４を物品の基材２２に良好に接着できるように、当初のＶBIASを比較的大きな負電圧にする。これは通常約−４００Ｖである。続いて、第２のコーティング層３６および他の上重ね硬質層を付着する時点で、これらの層に均一で微細なミクロ組織を形成するように、通常約−５０ＶまでＶBIASの負の値を引き上げる。
【００３５】
好適実施形態では第２のコーティング層３６である最上コーティング層を付着する最終段階において、ＶBIASを、約−７０Ｖを下回る値に調節する。これが約−７０Ｖ〜約−６００Ｖの範囲であれば最も好ましい。このように大きい負の電圧ＶBIASを印加することにより、コーティングを施した切刃縁３８にわずかに不均一な表面粗さを形成して、原子レベルでの鋸歯状化および先鋭化効果により切開性能を向上させられることが望ましい。こうした不均一な表面粗さは、コーティングを施した切刃縁３８の曲率半径が極めて小さくバックスパッタリング効果を受け易いことから、コーティングを施した切刃縁３８に沿って第２のコーティング層３６から少量の材料がバックスパッタリングにより剥離することにより、形成されると考えられる。この不均一な表面粗さ形成処理を行なう時間は、第２のコーティング層３６における他の箇所からあまり多くの材料を除去してしまうことがないように、最長でも数分間とする。
【００３６】
陰極アーク源が好ましいが、スパッタ源などの他の種類の源も利用可能である。
【００３７】
図７に、コーティングを施したメス刃２０を製造する好適な手法を示す。この手法は、再生産性のかなり高い物理的構造および性能を備えたメス刃の製造について図示するものである。この手法では多数の基材２２を準備する（参照番号２００）。位置合わせされた開口部３０にポスト２０２を通して延在させることにより基材２２を整合させながら、基材２２を図８に示すように互いに積み重ねる（参照番号２１０）。整合した基材２２の積層体を付着装置５０内に配置し、これを付着対象物品４０として供給する。
【００３８】
基材２２は、好ましくは、ロックウェルＣ硬さを少なくとも５４、通常約５４〜約６２まで硬化された状態で準備した、手術に見合う等級のステンレス鋼とする。ヒータ９２を用いて、この基材を通常約４２７℃〜約４５４℃（約８００°Ｆ〜約８５０°Ｆ）の温度まで約４５〜約９０分間加熱することにより、これに燒鈍処理を施す（参照番号２２０）。この燒鈍処理により、ステンレス鋼のロックウェルＣ硬さを少なくとも約５ポイント低下させる。通常の場合、ステンレス鋼を燒鈍処理すると、その硬さは、約５３を下回るロックウェルＣ硬さまで、通常は約４６〜約５３未満の範囲まで低下する。ロックウェルＣのスケールで測定した場合、受け取る大半のステンレス鋼製メス刃の硬さは約５４〜約５８である。少なくとも約５ポイントの低下をめざして燒鈍処理を行なうと、最終的なメス刃のロックウェルＣ硬さは約４６〜約５３未満となる。しかしながら、ステンレス鋼製メス刃を、約５８〜約６２のロックウェルＣ硬さで受け取る場合もある。こうしたメス刃に燒鈍処理を施してその硬さを少なくとも約５ポイント低下させても、最終的なメス刃のロックウェルＣ硬さは約５３〜約５７にしかならない。これも用途によっては許容範囲内である。しかしながら、現在のところ、最も好適な最終的メス刃の硬さは、約４６〜約５３未満である。
【００３９】
一般に、ステンレス鋼に燒鈍処理を施すことは周知であるが、こうした燒鈍処理は、切刃の刃先角Ａが約２６度未満と小さいメス刃に対しては従来認められていなかった。こうしたメス刃に燒鈍処理を施すと、得られた切刃が軟らかくなりすぎて切開処置に使用できないからである。本手法ではメス刃にコーティング３２を設けているため、このステンレス鋼に燒鈍処理を施しても、硬さを低下させられる上に操作可能な状態を保つことができる。燒鈍処理には、最終的なメス刃２０のステンレス鋼製基材、特にその先細り領域２６の延性および靭性を強化する重要かつ有利な効果がある。したがって、最終的なコーティングを施したメス刃は、基部基材材料の、メス刃が骨や他の硬質材料に当たっても折損に耐える靭性と、長時間の使用時間にわたって維持できる極めてよい切れ味（狭い刃先角Ａ、コーティング３２および切れ味のよい、コーティングを施した切刃縁３８による）を併せ備えている。
【００４０】
コーティング３２を付着する（参照番号２３０）。上に重ねる第２のコーティング層３６の好ましくは金属成分と同じであるが必ずしもその必要はない金属で、第１のコーティング層３４を付着する（参照番号２４０）。第１のコーティング層３４を設けることにより、その上に重なる層（１層あるいは複数）が基材２２表面に接着しやすくなる。第１のコーティング層３２は、好ましくは約１００Å〜約６００Å程度と極めて薄くする。付着チャンバを、（本発明者が使用する装置内を約２００〜４５０標準ｃｍ3／分（sccm）の流速で流れる）流動するアルゴンなどの不活性ガス約５μの小さな分圧で戻した後、約−４００ＶのＶBIASで付着ターゲット１０４からジルコニウムあるいはその金属合金を付着することにより、第１のコーティング層３４を付着させる。アルゴンはジルコニウムと化学反応を起こさないため、第１の層３４は金属ジルコニウムあるいはその金属合金とする。通常の場合、第１の層３４は約６分で付着される。
【００４１】
第１のコーティング層３４の上に、第２のコーティング層３６を付着させる（参照番号２５０）。最も好適な実施形態では、第２の層３６は窒化ジルコニウム（ZrN）とする。付着チャンバを、（本発明者の装置内を約１５０〜５００標準ｃｍ3／分（sccm）の流速で流れる）流動する窒素約５μの小さな分圧で埋戻した後、当初約−５０ＶのＶBIASでジルコニウムを付着ターゲット１０４から付着することにより、第２の層３６を付着させる。このジルコニウムイオンが窒素アニオンと組み合わさって、第２のコーティング層３６のＺｒＮコーティングを形成する。コーティング３２全体の厚さが約０．１〜約２．５μｍとなるように、第２のコーティング層３６の厚さを決定する。
【００４２】
第２のコーティングを付着させる段階２５０の後半段階で、ＶBIASを、−７０Ｖを下回る値まで低下させることが好ましく、より好ましくは約−７０Ｖ〜約−６００Ｖまで、最も好ましくは約−４００Ｖまで低下させる。好適な場合では窒化ジルコニウムであるコーティングの付着を、この電圧で継続する。これにより、第２のコーティングを付着する段階２５０全体を通してＶBIASを−５０Ｖに維持した場合の切れ味と比較すると、コーティングを施した切刃縁３８の切れ味は実質的に向上した状態となる。このように向上した尖鋭化による操作性を得られるのは、正確なメカニズムの把握によるものではなく、段階２５０の後半段階におけるバックスパッタリングのメカニズムにより、コーティングを施した切刃縁３８が原子的に鋸歯状化され、原子的に尖ることによると考えられる。約０．３μｍ厚さのコーティング３２を付着する通常の場合、第２のコーティング付着段階２５０における付着処理は、約４〜８分にわたって−５０ＶのＶBIASで行なった後、約３０秒〜約３分にわたり約−７０〜約−６００ＶのＶBIASで行なう。この電圧が約−４００Ｖであれば最も好ましい。コーティング３２をこれより厚くするには、−５０ＶのＶBIASでのコーティング・段階２５０部分の継続時間を、通常、コーティング３２の厚さ２〜１／２μｍの場合に約６０〜９０分まで延長する。コーティング部分によっては、バックスパッタリングにより不当に薄くなる可能性があるため、約−７０Ｖを超えるＶBIASでのコーティング段階２５０部分の継続時間を、好ましくはあまり大幅に延長しないようにする。
【００４３】
特定の用途での必要に応じてメス刃２０に後処理を施してもよい（参照番号２６０）。こうした後処理として例えば、コーティング３２の上にポリテトラフルオロエチレン層などの保護コーティングを重ね合わせる、あるいは適用することにより、コーティングを施した切刃縁３８をさらに尖らせることが挙げられる。
【００４４】
以上、本発明の特定の実施形態を、例示を目的として詳述してきたが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、さまざまな修正および改良を加えることが可能である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲以外により何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  メス刃を示す斜視図である。
【図２】  図１のメス刃を示す拡大側面図である。
【図３】  図２のメス刃を、３−３線で切り取って大幅に拡大した略断面図である。
【図４】  本発明による付着装置を示す略平面図および制御ブロック図である。
【図５】  図４の付着装置を詳細に示す略斜視図である。
【図６】  図５の６−６線で切り取った好適な陰極アーク源を示す略断面図である。
【図７】  本発明を実施するための好適な方法を示すブロック工程図である。
【図８】  コーティングを付着できる状態にあるメス刃の積層体を示す図である。
【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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【図７】
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【図８】
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