JP2011013065A - 針状体検査装置および針状体検査方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一実施形態は、3次元構造体である針状体を検査する針状体検査装置であって、検査対象の針状体を保持する針状体保持機構と、保持された前記針状体と接触する検査針と、前記検査針に係る荷重を検出および記録保持する検査針制御機構と、を備えたことを特徴とする針状体検査装置である。本発明の針状体検査装置は、針状体と検査針が接触した部位にかかる荷重を測定することから、針状体と検査針の接触部位を制御することにより針状体において部位別の強度差を測定することが出来る。
【選択図】図3
Description
本発明の針状体検査装置は、検査対象の針状体を保持する針状体保持機構と、保持された前記針状体と接触する検査針と、前記検査針に係る荷重を検出および記録保持する検査針制御機構と、を備える。
突起部の形状は、皮膚を穿孔するのに適した形状であれば良く、適宜設計される。例えば、具体的には、円錐、角錐、円柱、角柱などであっても良い。また、(1)基体上に突起部が一本の形状、(2)基体上に突起部が複数本林立した形状、などが挙げられる。
また、突起部の寸法は、皮膚を穿孔するための充分な細さと充分な長さを有していることが好ましい。
具体的には、径は数μmから数百μm(具体的には、例えば、1μm〜300μm程度)、長さは数十μmから数百μm(具体的には、例えば、10μm〜1000μm程度)、アスペクト比は0.1〜10程度である。
また、複数の成分を含む針状体の場合、部位ごとの成分比のバラツキにより針状体の部位ごとの強度にバラツキが発生する恐れがある。本発明の針状体検査装置は部位別の強度差を測定することが出来ることから、特に、上述したような複数種の成分を含む針状体を測定・評価するのに好ましい。
針状体保持機構自体を移動させる機構としては、針状体を固定する治具を前後左右に移動するステージ上に設けること、などが挙げられる。このとき、ステージは、水平を維持できるよう防振機構を備えることが好ましい。
また、ステージの移動精度は、一般的な針状体の寸法が、『径は数μmから数百μm(具体的には、例えば、1μm〜300μm程度)、長さは数十μmから数百μm(具体的には、例えば、10μm〜1000μm程度)、アスペクト比は0.1〜10程度。』であることから、一つの突起部に対象を定めるためにも、0.5μm以下程度の精度で移動できることが好ましい。
また、検査針は、硬度の補強のため、焼結したり、表面に窒化チタンなどの硬質物質をコーティングしてもよい。
また、検査対象の針状体の基板部との間の水平を好適に取得することが出来る。
また、押圧することで面に荷重することが出来、針状体の基板部の強度を好適に取得することが出来る。
図1において、Lは検査針の先端部からの距離であり、D(L)は検査針の先端部から距離Lの部位における径の太さである。また、検査針1の先端部位を先端平坦部21として符号する。
図1(a)は、上面図が3角形であり、先端部位を先端平坦部21に向けて側面が先細っている。上面図形が多角形のとき、辺と辺で囲われた面部位で針状体に接触させることにより面で押圧したときの荷重強度を取得することが出来る。
図1(b)は、上面図が曲面を有する図形である。上面の断面が円でなく、一片が平面であることから、検査針が検査中に回転しにくく、検査針を保持するのに好適であり、強度を好適に取得することが出来る。また、曲面形状の部位を検査対象の針状体に接触させた場合、接触部位が点となることから、点部位毎の強度を好適に取得することが出来る。
図1(c)は、上面図形が四角形である場合の一例である。
なお、図3において、d:検査対象の針状体において最も径の大きい部位、l:突起部間の間隔、h:突起部の高さである。
検査針の移動精度は、一般的な針状体の寸法が、『径は数μmから数百μm(具体的には、例えば、1μm〜300μm程度)、長さは数十μmから数百μm(具体的には、例えば、10μm〜1000μm程度)、アスペクト比は0.1〜10程度。』であることから、一つの突起部に対象を定めるためには、0.5μm以下程度の精度で移動できることが好ましい。
また、針状体の検査に用いる検査針制御機構は、少なくとも生体皮膚に対応する荷重強度の範囲を検出可能であればよい。具体的には、検出範囲は、2.5N以下、より望ましくは1.5N以下の検出範囲に優れたものが望ましい。
なお、ここで、検査針制御機構は、検査針の位置を制御および操作するヒューマンインターフェイスを含むものとして定義する。上記ヒューマンインターフェイスとしては、ジョイスティック、パソコン操作(キーボード、マウスなど)などが挙げられる。
観察機構としては、既知の観察機器を用いて良い。例えば、光学顕微鏡、実態顕微鏡、金属顕微鏡、偏光顕微鏡、レーザー顕微鏡、マイクロスコープ、ボアスコープ、ファイバスコープなどを用いても良い。また、観察機構にカメラを付属し、検査前後や検査中の様子を記録できるようにしても良い。
図2では、検査対象の針状体34を固定する針状体保持機構として、針状体固定治具35、針状体固定治具を移動させるステージ36を有し、検査対象の針状体34と接触する検査針33、検査針33に接続され検査針33を制御する検査針制御機構32、および検査対象の針状体34を観察する観察機構31を備えた針状体検査機器を例示している。
まず、検査対象の針状体を固定する。固定方法は、検査対象の針状体に応じて適宜適切な方法を選択してよい。
次に、検査対象の針状体に検査針を接触させる。このとき、検査針を通じ針状体にかける荷重を変動させることにより、該接触部位において、耐えることの出来る荷重を取得することが出来る。
前記検査針接触工程にあたり検査針にかかる荷重を記録する。
図4において、検査針1、針状体の基板部11、針状体の突起部12、検査高さ13、突起部高さhである。
まず、針状体の突起部12同士の間に検査針1を針状体と接触しないように配置する(図4(a))。
次に、検査針1を針状体基板部11と接触するまで下降させ、針状体基板部の基板高さを取得する(図4(b))。
次に、針状体の検査したい部位に対応する高さである検査高さ13まで検査針1を上昇させる(図4(c))。
次に、検査針1が針状体の突起部12と接触し、針状体突起部12に変形が起こるまで、検査対象の針状体を保持している針状体保持機構を水平方向へ移動させ、検査針1にかかる荷重の経時変化を計測する(図4(d))。
また、個体差の大きい皮膚試料を用いて検査を行う必要がなくなるため、検査作業が効率化される。
2……針状体
11……針状体の基板部
12……針状体の突起部
13……検査高さ
21……先端平坦部
31……観察機構
32……検査針制御機構
33……検査針
34……針状体
35……針状体固定治具
36……ステージ
Claims (8)
- 針状体を検査する針状体検査装置であって、
検査対象の針状体を保持する針状体保持機構と、
保持された前記針状体と接触する検査針と、
前記検査針に係る荷重を検出および記録保持する検査針制御機構と、
を備えたことを特徴とする針状体検査装置。 - 更に、保持された前記針状体を観察する観察機構と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の針状体検査装置。 - 前記検査針は、先端に平坦部を有する検査針であること
を特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の針状体検査装置。 - 前記針状体は、突起部がアレイ状に複数林立した針状体であり、
前記検査針の先端部の径は、隣接する前記突起部の間隔よりも幅が小さいこと
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の針状体検査装置。 - 前記検査針は、針状体に接触する側へ向けて先細るように側面が傾斜した検査針であること
を特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の針状体検査装置。 - 検査対象の針状体を固定する針状体固定工程と、
前記針状体に検査針を接触させる検査針接触工程と、
前記検査針接触工程にあたり検査針にかかる荷重を記録する荷重記録工程と、を備えたこと
を特徴とする針状体検査方法。 - 前記検査針接触工程にあたり、検査対象の針状体側面部に検査針を接触させること
を特徴とする請求項6に記載の針状体検査方法。 - 前記前記検査針接触工程にあたり、針状体の高さ方向に検査針を移動し、検査針の先端部を針状体側面部の高さ方向に異なる複数点に接触させ、
前記荷重記録工程にあたり、前記複数点それぞれにかかる荷重を記録すること
を特徴とする請求項6または7のいずれかに記載の針状体検査方法。
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