JP2004166558A

JP2004166558A - Incubator

Info

Publication number: JP2004166558A
Application number: JP2002334594A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Yokoi; 康彦横井; Mikio Hojo; 三木夫北條; Hiroshi Yamamoto; 宏山本; Daisuke Eto; 大亮衛藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2004-06-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an incubator in which a microplate conveying unit 5 is taken out from chamber without disassembling the microplate conveying unit and has chamber structure simpler than that of a conventional incubator. <P>SOLUTION: In the incubator, a stacker having a plurality of microplate storage parts is arranged in the chamber and the microplate conveying unit 5 for conveying a microplate is installed in the chamber. A plurality of motor units 58 and 59 to be power source for the microplate conveying unit 5 are laid integrally with the main body part of the microplate conveying unit 5 in the chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の環境条件に調整されたチャンバーの内部にてマイクロプレート上の試料を培養するインキュベータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種の微生物や細胞を培養するために、図３２に示す如きインキュベータ（９）が用いられている。該インキュベータ（９）は、開閉扉（９２）によって開口（９０）を開閉することが可能なチャンバー（９１）の内部に、複数段の棚（９３）を設け、各棚（９３）に複数のマイクロプレート（３１）を収容することが可能となっている。チャンバー（９１）には、チャンバー（９１）内の温度、湿度、ＣＯ_２濃度等の環境条件を調整するための環境調整装置（図示省略）が設けられており、適切な環境条件を設定することによって、マイクロプレート（３１）上の試料の培養が行なわれる。
【０００３】
この様なインキュベータ（９）においては、培養中の試料の状態を確認するために、チャンバー（９１）からマイクロプレート（３１）を取り出して、顕微鏡などによる試料の観察や分析が行なわれるが、その際にチャンバー（９１）の開閉扉（９２）を開く必要があるため、これによってチャンバー（１１）内の環境条件が大きく変化する問題があった。
【０００４】
そこで、チャンバーに開設したマイクロプレート挿入口とチャンバー内の各マイクロプレート収容部との間で、マイクロプレートの搬送を可能として、各マイクロプレート収容部に対するマイクロプレートの出し入れを自動化したインキュベータが提案されている（例えば特許文献１参照）。
該インキュベータによれば、チャンバーに小さなマイクロプレート挿入口を開設すればよいので、マイクロプレートの出し入れ時にチャンバー内の環境条件が大きく変化することはない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−８９５５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記インキュベータにおいては、チャンバー内にてマイクロプレートを搬送するための搬送装置のモータが、チャンバーの外部に配置され、該モータの出力軸がチャンバーの壁面を貫通して、チャンバー内の機構部分に繋がっているので、搬送装置のメンテナンス時には、チャンバーからモータを取り外すと共に、チャンバー内に収容されている搬送装置本体をある程度まで分解する必要があり、このために作業が煩雑となる問題があった。
又、チャンバーの壁面をモータの出力軸が貫通しているので、該貫通部には、気密性の高い滑り軸受けを装備する必要があり、これによってチャンバーの構造が複雑となる問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、マイクロプレート搬送装置を分解することなくチャンバーから取り外すことが可能であり、然も、従来よりもチャンバーの構造が簡易となるインキュベータを提供することである。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係るインキュベータは、環境調整装置（６）によって環境条件が調整されるチャンバー（１１）の内部にて、マイクロプレート（３１）上の試料を培養するものであって、チャンバー（１１）内には、複数のマイクロプレート収容部を有するマイクロプレート収容棚が配備されると共に、チャンバー（１１）内にてマイクロプレート（３１）を搬送するマイクロプレート搬送装置（５）が配備され、該マイクロプレート搬送装置（５）の動力源となるモータは、マイクロプレート搬送装置（５）の本体部分と一体にチャンバー（１１）の内部に配置されている。
【０００９】
上記本発明のインキュベータにおいては、マイクロプレート搬送装置（５）のモータが本体部分と一体にチャンバー（１１）の内部に配置されて、モータの出力軸がチャンバー（１１）の壁面を貫通していないので、マイクロプレート搬送装置（５）を殆ど分解することなくチャンバー（１１）から取り外すことが出来る。又、チャンバー（１１）には、モータの出力軸を支持すべき軸受けを装備する必要はないので、チャンバー（１１）の構成が従来よりも簡易となる。
【００１０】
具体的構成において、マイクロプレート搬送装置（５）の動力源となるモータは、内部が密閉されたモータケースに収容され、該モータケースには、モータケース内に空気を導入するための空気導入ホース（５８８）と、モータケース内の空気を排出するための空気排出ホース（５８９）とが接続され、モータケースの内部を空気が循環している。
従って、モータケースの内部は、常に一定の温度と湿度に保たれることになり、何らかの原因でチャンバー（１１）内の温度が急激に低下したとしても、モータケース内に結露が発生する虞はなく、これによって、湿気によるモータの損傷が防止される。
【００１１】
又、具体的構成において、マイクロプレート搬送装置（５）の動力源となるモータは駆動制御装置（１８）に接続されて、駆動電流及び回転数制御信号の供給を受けており、該駆動制御装置（１８）は、マイクロプレート（３１）の搬送動作が停止している状態で、適時に、マイクロプレート搬送装置（５）のモータに回転数ゼロの制御信号と駆動電流を供給し、通電によってモータを結露の生じない温度に維持する。
従って、例えばマイクロプレート搬送装置（５）のメンテナンス等のために環境調整装置（６）の運転を停止する場合においても、その時点で、マイクロプレート搬送装置（５）のモータに回転数ゼロの制御信号と駆動電流を供給することにより、モータは回転することなく、通電によって温度が結露の生じない温度に維持される。
この結果、チャンバー（１１）内の温度が急激に低下したとして、モータケース内に結露が発生する虞はなく、これによって、湿気によるモータの損傷が防止される。
【００１２】
更に具体的には、駆動制御装置（１８）は、環境調整装置（６）の運転停止から一定期間、モータに回転数ゼロの制御信号と駆動電流を供給する。
前記一定期間の経過時点では、マイクロプレート搬送装置（５）がメンテナンス等のためにチャンバー（１１）から外部に取り出されているので、モータに結露が発生する虞はない。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係るインキュベータによれば、マイクロプレート搬送装置を分解することなくチャンバーから取り外すことが可能であり、然も、従来よりもチャンバーの構造が簡易となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
全体構成
図１及び図２に示す如く、本発明に係るインキュベータ（１）は、前面に開口（１０）が形成されると共に該開口（１０）を開閉扉（１２）によって開閉することが可能なチャンバー（１１）を具え、該チャンバー（１１）の内部には、インキュベータユニット（２）が収容されると共に、該チャンバー（１１）の側壁に開設したマイクロプレート挿入口（１３）には、マイクロプレート搬入機構（４）が接続されている。
【００１５】
チャンバー（１１）には、図３に示す如く奥部に、チャンバー内の温度、湿度及びＣＯ_２濃度を調整するための環境調整装置（６）が配備されており、チャンバー（１１）の奥方の壁面には、環境調整装置（６）から得られる環境調整のためのガスをチャンバー内の中央空間へ向けて吹き出すためのファンを具えた吹き出し口（６２）が開設されている。
チャンバー（１１）の内壁には、環境調整装置（６）のセンサー部を構成する温度計（６３）、ＣＯ_２計（６４）及び湿度計（６５）が取り付けられている。又、チャンバー（１１）の天井壁には、カメラ（７）が設置されている。
【００１６】
チャンバー（１１）の側壁には、マイクロプレート挿入口（１３）を開閉するためのシャッター機構（１４）が配備されると共に、マイクロプレート挿入口（１３）に空気流のカーテンを形成するためのエアーカーテン機構（１６）が配備されている。
又、チャンバー（１１）には、マイクロプレート挿入口（１３）を通過するマイクロプレートに付けられているバーコードを読み取るためのバーコードセンサー（１５１）が、マイクロプレート挿入口（１３）へ向けて取り付けられている。
【００１７】
インキュベータユニット（２）は、図４に示す如く、ベース（２１）上に、マイクロプレートの搬送テーブル（５０）を具えたマイクロプレート搬送装置（５）を設置すると共に、該マイクロプレート搬送装置（５）の両側に左右一対のスタッカーホルダー（２３）（２３）を配備して構成されており、各スタッカーホルダー（２３）には、マイクロプレートを収容するための複数のスタッカー（３）が、前後方向に配列されて保持されている。
図２に示す如く開閉扉（１２）を開いた状態で、引出し台（２２）を開口（１０）から引き出すことによって、該引出し台（２２）上の複数のスタッカー（３）を開口（１０）の外側へ脱出させることが可能であり、更に各スタッカー（３）をスタッカーホルダー（２３）から引き抜くことが可能である。
これによって、スタッカー（３）を容易に交換することが出来、使用後のスタッカー（３）を洗浄することが可能である。
【００１８】
スタッカー（３）は、図５（ａ）（ｂ）に示す如く複数の試料注入凹部（３１ａ）が形成されたマイクロプレート（３１）を複数段に収容するものであって、マイクロプレート（３１）を水平姿勢で受け止めるための一対の受け止め片（３２）（３２）が、複数段に突設されている。
尚、図示の如く高さの異なる複数種類のマイクロプレート（３１）が存在するため、受け止め片（３２）の配列ピッチが異なる複数種類のスタッカー（３）が用意されている。
【００１９】
図１に示す如く、チャンバー（１１）内にインキュベータユニット（２）が収容された状態で、マイクロプレート搬送装置（５）は、チャンバー（１１）内の空間の中央部に位置し、その両側の空間にそれぞれ複数のスタッカー（３）が配列されることになる。
尚、インキュベータユニット（２）の下方には、チャンバー（１１）内の空気に湿気を与えるための貯水パン（６０）が配置されている。
【００２０】
本発明のインキュベータ（１）においては、図１に示す如く、チャンバー（１１）内のマイクロプレート搬送装置（５）の両側に、それぞれ複数のスタッカー（３）が左右対称的に配備されているので、マイクロプレート搬送装置の片側にのみマイクロプレート収容棚が設置されていた従来のインキュベータに比べて、チャンバー（１１）内には数多くのスタッカー（３）を設置することが出来、これによって収容可能なマイクロプレート（３１）の枚数が増加する。
【００２１】
マイクロプレート搬送装置（５）
マイクロプレート搬送装置（５）は、図６及び図７に示す如く、ベース（５１）上に４本の支柱（５２）〜（５２）を介して上板（５３）を支持してなる枠体を具え、該枠体には、搬送テーブル（５０）を左右方向、即ちＸ軸方向に駆動するためのＸ軸搬送部（５４）と、搬送テーブル（５０）を前後方向、即ちＹ軸方向に駆動するためのＹ軸搬送部（５５）と、搬送テーブル（５０）を上下方向、即ちＺ軸方向に駆動するためのＺ軸搬送部（５６）とが配備されている。
【００２２】
ベース（５１）には、図８に示す如く、前記Ｘ軸搬送部（５４）を駆動するＸ軸モータユニット（５７）と、前記Ｙ軸搬送部（５５）を駆動するＹ軸モータユニット（５８）と、前記Ｚ軸搬送部（５６）を駆動するＺ軸モータユニット（５９）とが取り付けられている。Ｘ軸モータユニット（５７）は、モータケース（５７２）内にＸ軸モータ（５７１）を収容して構成され、Ｙ軸モータユニット（５８）は、モータケース（５８２）内にＹ軸モータ（５８１）を収容して構成され、Ｚ軸モータユニット（５９）は、モータケース（５９２）内にＺ軸モータ（５９１）を収容して構成されている。
尚、Ｘ軸モータ（５７１）、Ｙ軸モータ（５８１）及びＺ軸モータ（５９１）はそれぞれ、ステッピングモータによって構成されている。
【００２３】
Ｙ軸搬送部（５５）
図６に示す如く、ベース（５１）上には、Ｙ軸方向に伸びる２本の下ガイドレール（５５４）（５５４）が設置され、両下ガイドレール（５５４）（５５４）には、下スライド板（５５６）が摺動可能に係合している。又、上板（５３）上には、Ｙ軸方向に伸びる１本の上ガイドレール（５５５）が設置され、該上ガイドレール（５５５）には、上スライド板（５５７）が摺動可能に係合している。そして、下スライド板（５５６）と上スライド板（５５７）は垂直桿（５５８）によって互いに連結され、Ｙ軸方向に往復移動可能な往復移動体を構成している。
【００２４】
ベース（５１）上には、下ガイドレール（５５４）に沿ってステンレス鋼製のＹ軸駆動ラダーチェーン（５５２）が張設されると共に、上板（５３）上には、上ガイドレール（５５５）に沿ってステンレス鋼製のＹ軸駆動ラダーチェーン（５５３）が張設されている。そして、下方のＹ軸駆動ラダーチェーン（５５２）の一端には下スライド板（５５６）が連結され、上方のＹ軸駆動ラダーチェーン（５５３）の一端には上スライド板（５５７）が連結されている。
又、ベース（５１）と上板（５３）には、Ｙ軸モータユニット（５８）によって駆動されるＹ軸駆動シャフト（５５１）が垂直に架設されており、該Ｙ軸駆動シャフト（５５１）の回転によって、Ｙ軸駆動ラダーチェーン（５５２）とＹ軸駆動ラダーチェーン（５５３）が駆動される。
この結果、下スライド板（５５６）及び上スライド板（５５７）が下ガイドレール（５５４）（５５４）及び上ガイドレール（５５５）に沿ってＹ軸方向に往復移動し、これに伴って垂直桿（５５８）がＹ軸方向に往復移動することになる。
【００２５】
図９に示す如く、垂直桿（５５８）には、Ｚ軸方向に伸びるガイドレール（５６３）が取り付けられており、該ガイドレール（５６３）にＺ軸スライダー（５６４）が摺動可能に係合している。そして、該Ｚ軸スライダー（５６４）によって昇降板（５４２）が支持され、該昇降板（５４２）上に搬送テーブル（５０）が設置されている。
【００２６】
斯くして、搬送テーブル（５０）をＹ軸方向に駆動するＹ軸搬送部（５５）が構成される。図１１（ａ）はＹ軸搬送部（５５）の動力伝達経路を表わしたものであって、Ｙ軸モータ（５８１）の回転がＹ軸駆動ラダーチェーン（５５２）（５５３）に伝えられて、下スライド板（５５６）及び上スライド板（５５７）がＹ軸方向に往復移動し、これに伴って昇降板（５４２）がＹ軸方向に往復移動する。この結果、搬送テーブル（５０）がＹ軸方向に往復移動するのである。
【００２７】
上記Ｙ軸搬送部（５５）においては、下スライド板（５５６）、上スライド板（５５７）及び垂直桿（５５８）からなる往復移動体が、下スライド板（５５６）及び上スライド板（５５７）を下ガイドレール（５５４）（５５４）及び上ガイドレール（５５５）によってガイドされているので、搬送テーブル（５０）を安定した姿勢でＹ軸方向へ移動させることが出来る。
【００２８】
Ｚ軸搬送部（５６）
図８に示す如く、ベース（５１）には、Ｚ軸モータユニット（５９）によって駆動されるＺ軸駆動シャフト（５６１）が、Ｙ軸方向に設置されている。又、図６に示す如く、下スライド板（５５６）と上スライド板（５５７）の間にはステンレス鋼製のＺ軸駆動ラダーチェーン（５６２）が張設されており、該Ｚ軸駆動ラダーチェーン（５６２）の一端に、昇降板（５４２）が連結されている。該Ｚ軸駆動ラダーチェーン（５６２）には、Ｚ軸駆動シャフト（５６１）の回転が伝えられる。
【００２９】
斯くして、搬送テーブル（５０）をＺ軸方向に駆動するＺ軸搬送部（５６）が構成される。図１１（ｂ）は、Ｚ軸搬送部（５６）の動力伝達経路を表わしたものであって、Ｚ軸モータ（５９１）によってＺ軸駆動シャフト（５６１）が駆動され、これによってＺ軸駆動ラダーチェーン（５６２）が駆動されると、昇降板（５４２）がＺ軸方向に往復移動する。この結果、搬送テーブル（５０）がＺ軸方向に往復移動するのである。
【００３０】
Ｘ軸搬送部（５４）
図９に示す如く、Ｚ軸スライダー（５６４）に突設された昇降板（５４２）上には、下段スライダー（５４９ａ）が、Ｘ軸方向の往復移動が可能に設置され、該下段スライダー（５４９ａ）の上面に中間スライド板（５４３）が固定されている。該中間スライド板（５４３）上には、上段スライダー（５４９ｂ）が、Ｘ軸方向の往復移動が可能に設置され、該上段スライダー（５４９ｂ）の上面に搬送テーブル（５０）が固定されている。
【００３１】
図８に示す如く、ベース（５１）には、Ｙ軸方向に伸びる水平Ｘ軸駆動シャフト（５４１）が設置されており、該水平Ｘ軸駆動シャフト（５４１）の端部に、Ｘ軸モータユニット（５７）の回転が伝えられる。
又、図７に示す如く、下スライド板（５５６）と上スライド板（５５７）の間には、Ｚ軸方向に伸びる垂直Ｘ軸駆動シャフト（５４０）が架設されており、該垂直Ｘ軸駆動シャフト（５４０）の下端部に、水平Ｘ軸駆動シャフト（５４１）の回転が伝えられる。
【００３２】
図９に示す如く、垂直Ｘ軸駆動シャフト（５４０）には、第１のピニオン（５４４）が相対回転不能且つ軸方向の摺動が可能に係合する一方、中間スライド板（５４３）上には第１のラック（５４５）が配備され、第１のピニオン（５４４）と第１のラック（５４５）とが互いに噛合している。
又、中間スライド板（５４３）上には第２のピニオン（５４６）が配備される一方、昇降板（５４２）上には第２のラック（５４７）が配備され、第２のピニオン（５４６）と第２のラック（５４７）とが互いに噛合している。
【００３３】
斯くして、搬送テーブル（５０）をＸ軸方向に駆動するＸ軸搬送部（５４）が構成される。図１１（ｃ）は、Ｘ軸搬送部（５４）の動力伝達経路を表わしたものであって、Ｘ軸モータ（５７１）の回転が、水平Ｘ軸駆動シャフト（５４１）及び垂直Ｘ軸駆動シャフト（５４０）を介して、ピニオン（５４４）に伝わり、該ピニオン（５４４）の回転によって搬送テーブル（５０）がＸ軸方向に駆動される。
【００３４】
上記Ｘ軸搬送部（５４）においては、図１０（ａ）（ｂ）に示す如く、垂直Ｘ軸駆動シャフト（５４０）の正逆の回転によって、昇降板（５４２）上の搬送テーブル（５０）が、昇降板（５４２）と重なる位置を基準位置として、図１０（ａ）に示す如く左方の移動端まで移動して、左方のスタッカーの内部へ侵入し、或いは図１０（ａ）（ｂ）に示す如く右方の移動端まで移動して、右方のスタッカーの内部まで侵入することになる。
【００３５】
マイクロプレート搬入機構（４）
図１２〜図１４に示す如く、マイクロプレート搬入機構（４）は、往復搬送部（４１）と、該往復搬送部（４１）を駆動するモータユニット（４２）とから構成される。
往復搬送部（４１）においては、ベース（４３）上に、Ｘ軸方向に伸びるガイドレール（４４ａ）が形成されて、該ガイドレール（４４ａ）に上段スライダー（４０ａ）が摺動可能に係合し、該上段スライダー（４０ａ）の上面に中間スライド板（４８）が固定されている。該中間スライド板（４８）上には、Ｘ軸方向に伸びるガイドレール（４４ｂ）が形成されて、該ガイドレール（４４ｂ）に下段スライダー（４０ｂ）が摺動可能に係合し、該下段スライダー（４０ｂ）の上面にマイクロプレート設置台（４１０）が固定されている。
【００３６】
ベース（４３）には、モータケース内にステッピングモータを内蔵してなる搬入用モータユニット（４２）が取り付けられている。
又、ベース（４３）には、モータユニット（４２）によって同時に駆動される第１及び第２のピニオン（４５）（４７）が取り付けられる一方、中間スライド板（４８）には第１のラック（４９）が取り付けられ、第１のピニオン（４５）と第１のラック（４９）とが互いに噛合可能に対向すると共に、第２のピニオン（４７）と第１のラック（４９）とが互いに噛合している。又、中間スライド板（４８）には、第３のピニオン（４１２）が取り付けられる一方、ベース（４３）には、第２のラック（４１１）が取り付けられ、第３のピニオン（４１２）と第２のラック（４１１）とが互いに噛合している。更に、中間スライド板（４８）には第４のピニオン（４１３）が取り付けられる一方、マイクロプレート設置台（４１０）の裏面には第３のラック（４１４）が取り付けられ、第４のピニオン（４１３）と第３のラック（４１４）とが互いに噛合している。
【００３７】
従って、図１２に示す状態から、搬入用モータユニット（４２）によって第１及び第２のピニオン（４５）（４７）が時計方向に回転駆動されると、中間スライド板（４８）がＸ軸方向に駆動されると同時に、該中間スライド板（４８）上のマイクロプレート設置台（４１０）がＸ軸方向に駆動されて、図１４に示す如く、マイクロプレート設置台（４１０）はベース（４３）から大きく突出することになる。
又、図１４に示す状態から、搬入用モータユニット（４２）によって第１及び第２のピニオン（４５）（４７）が反時計方向に回転駆動されると、マイクロプレート設置台（４１０）は図１２に示す如く元の位置に戻ることになる。
【００３８】
本発明のインキュベータ（１）においては、上述の如くマイクロプレート搬入機構（４）及びマイクロプレート搬送装置（５）の動力伝達機構として、ステンレス鋼製のラダーチェーンを採用しているので、チャンバー（１１）内の湿気によって動力伝達機構が酸化腐食することはない。
【００３９】
モータユニット構造
上述の如く、Ｘ軸モータユニット（５７）、Ｙ軸モータユニット（５８）、Ｚ軸モータユニット（５９）及び搬入用モータユニット（４２）はそれぞれ、モータケース内にモータを内蔵して構成されており、更に具体的には、図１５にＹ軸モータユニット（５８）についての構造例を示す様に、モータの結露を防止するための構成が採用されている。
即ち、Ｙ軸モータユニット（５８）においては、図１５に示す如くケース本体（５８３）と蓋体（５８４）からモータケース（５８２）が構成されており、該モータケース（５８２）の内部が気密化されている。該モータケース（５８２）の内部にはＹ軸モータ（５８１）が収容され、該モータの出力軸（５８６）は、モータケース（５８２）に取り付けられた滑り軸受け（５８５）を気密状態で貫通し、モータケース（５８２）から出力軸（５８６）の先端部を突出させている。
【００４０】
モータケース（５８２）の蓋体（５８４）には、モータケース（５８２）内に空気を導入するための空気導入ホース（５８８）と、モータケース（５８２）内の空気を排出するための空気排出ホース（５８９）とが接続され、これによってモータケース（５８２）内の空気を循環させている。又、モータケース（５８２）の蓋体（５８４）には、Ｙ軸モータ（５８１）に電力と制御信号を供給するためのケーブル（５８７）が接続されている。
【００４１】
上記モータユニット構造によれば、モータケース（５８２）内が気密化されると共に、モータケース（５８２）内の空気を循環させているので、モータユニット（５８）の周囲の温度が低下したとしても、モータケース（５８２）内で結露が生じることはない。
Ｘ軸モータユニット（５７）、Ｚ軸モータユニット（５９）及び搬入用モータユニット（４２）についても、Ｙ軸モータユニット（５８）と同じ構造が採用されて、結露が防止されている。
【００４２】
撮影系
更に、本発明に係るインキュベータ（１）においては、図１６に示す如くチャンバー（１１）の天井壁にカメラ（７）が設置され、該カメラ（７）は、所定のスタッカー（３）の最上段に設けられた撮影用マイクロプレート収容部に向けられて、該撮影用マイクロプレート収容部に収容されたマイクロプレートの撮影が可能となっている。
カメラ（７）は、カメラ駆動機構（７１）によってＸ軸方向及びＹ軸方向の駆動が可能である。カメラ（７）及びカメラ駆動機構（７１）は、分析装置（７２）と接続されており、該分析装置（７２）によってカメラ（７）の移動が制御されると共に、カメラ（７）から得られる画像データに対して、試料分析のための画像処理と演算処理が施される。
【００４３】
カメラ（７）によるマイクロプレート（３１）の撮影に際しては、マイクロプレート搬送装置（５）によって、撮影の対象となるマイクロプレート（３１）を前記撮影用マイクロプレート収容部まで搬送する。
そして、カメラ駆動機構（７１）によってカメラ（７）をＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動しつつ、マイクロプレート（３１）上の試料を撮影し、その画像を分析装置（７２）に供給する。
【００４４】
制御系
図１７は、上記本発明のインキュベータ（１）における制御系の構成を表わしている。
マイクロプレート搬入機構（４）及びマイクロプレート搬送装置（５）は、モータ制御部（１８１）、搬送機構制御部（１８２）及びテーブル記憶部（１８３）からなる駆動制御装置（１８）に接続されて、マイクロプレートの搬入出、並びにチャンバー内での搬送が制御されている。
又、環境調整装置（６）は、センサー部となる温度計（６３）、ＣＯ_２計（６４）及び湿度計（６５）と、該センサー部による検出値に基づいて動作すべき温度調整部（６６）及びＣＯ_２調整部（６７）を具え、データ処理部（６８）及び環境制御部（６９）からなる環境調整回路（６１）によって動作が制御されている。
【００４５】
カメラ（７）及びカメラ駆動機構（７１）は、カメラ駆動制御部（７３）、画像処理部（７４）及び細胞カウント部（７５）から構成される分析装置（７２）に接続され、カメラ駆動制御部（７３）によってカメラ（７）の駆動が制御されると共に、画像処理部（７４）によって、カメラ（７）から得られる画像データに必要な画像処理が施され、更に細胞カウント部（７５）によって、マイクロプレート上の試料の細胞数がカウントされる。
【００４６】
駆動制御装置（１８）、環境調整回路（６１）及びカメラ駆動制御部（７３）には、表示部（１７１）及び操作部（１７２）からなる操作パネル（１７）が接続されており、操作部（１７２）の操作によって各種の動作指令を与えることが出来ると共に、動作状態を表示部（１７１）によってモニターすることが出来る。
更に、駆動制御装置（１８）には、各マイクロプレート（３１）に付けられたバーコードを読み取るための第１のバーコードリーダ（１５）が接続されると共に、各スタッカーに付けられたバーコードを読み取るための第２のバーコードリーダ（１９）が接続されている。第１のバーコードリーダ（１５）は、前述の如くマイクロプレート挿入口（１３）に取り付けられたバーコードセンサー（１５１）にバーコード処理部（１５２）を接続して構成される。又、第２のバーコードリーダ（１９）は、バーコードセンサー（１９１）とバーコード処理部（１９２）をユニット化したものであって、手に保持してスタッカー（３）のバーコードを読み取ることが出来る。
【００４７】
インキュベータ（１）の動作
上記本発明のインキュベータ（１）においては、図１８及び図１９に示す如く、チャンバー（１１）内に複数のスタッカー（３）を設置した状態で、マイクロプレート搬送装置（５）の動作によって、搬送テーブル（５０）をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させることにより、任意のスタッカー（３）の任意のマイクロプレート収容部に対して、マイクロプレートの出し入れが行なわれる。
【００４８】
例えば、ある１つのマイクロプレート収容部にマイクロプレートを収容する場合、先ずマイクロプレート搬入機構（４）によってチャンバー（１１）内に該マイクロプレートを搬入する。この際、図１４に示す様に、マイクロプレート搬入機構（４）を動作させて、マイクロプレート設置台（４１０）をチャンバー（１１）のマイクロプレート挿入口（１３）から外側に突出せしめる（図１参照）。
そして、該マイクロプレート設置台（４１０）上にマイクロプレート（３１）を載置した後、図１２に示す様に、マイクロプレート搬入機構（４）を動作させて、マイクロプレート設置台（４１０）をチャンバー（１１）内に移動させる。
【００４９】
又、マイクロプレート搬送装置（５）のＹ軸搬送部（５５）及びＺ軸搬送部（５６）を動作させて、搬送テーブル（５０）をマイクロプレート挿入口（１３）との対向位置まで移動させ、更にＸ軸搬送部（５４）をマイクロプレート挿入口（１３）側へ動作させて、基準位置の搬送テーブル（５０）を、マイクロプレート搬入機構（４）のマイクロプレート設置台（４１０）とマイクロプレート（３１）の間へ移動させる。
その後、Ｚ軸搬送部（５６）の動作によって搬送テーブル（５０）を僅かに上昇させ、搬送テーブル（５０）上にマイクロプレート（３１）を搭載した後、Ｘ軸搬送部（５４）の動作によって、搬送テーブル（５０）を基準位置に復帰させる。
【００５０】
続いて、マイクロプレート搬送装置（５）のＹ軸搬送部（５５）及びＺ軸搬送部（５６）を動作させて、搬送テーブル（５０）を所定のスタッカー（３）の所定のマイクロプレート収容部との対向位置まで移動させた後、Ｘ軸搬送部（５４）を動作させて、搬送テーブル（５０）を基準位置から該マイクロプレート収容部の内部まで移動させる。その後、Ｚ軸搬送部（５６）の動作によって搬送テーブル（５０）を僅かに降下させ、搬送テーブル（５０）上のマイクロプレート（３１）を該マイクロプレート収容部に引き渡した後、Ｘ軸搬送部（５４）の動作によって、搬送テーブル（５０）を基準位置まで復帰させる。
【００５１】
チャンバー（１１）内のある１つのスタッカー（３）の、ある１つのマイクロプレート収容部に収容されているマイクロプレート（３１）を、チャンバー（１１）の外側に排出する場合は、上記の搬入、搬送動作と逆の動作が実行される。
即ち、マイクロプレート搬送装置（５）のＹ軸搬送部（５５）及びＺ軸搬送部（５６）の動作によって、搬送テーブル（５０）を所定のマイクロプレート収容部との対向位置まで移動させ、その後、所定のマイクロプレート収容部がその左側に位置するか、或いは右側に位置するかに応じて、Ｘ軸搬送部（５４）を左方若しくは右方に動作させて、搬送テーブル（５０）を該マイクロプレート収容部の内部へ移動させて、搬送テーブル（５０）上にマイクロプレート（３１）を搭載する。
【００５２】
その後、マイクロプレート搬送装置（５）の動作によって、搬送テーブル（５０）上のマイクロプレート（３１）をチャンバー（１１）のマイクロプレート挿入口（１３）まで搬送した後、搬送テーブル（５０）上のマイクロプレート（３１）をマイクロプレート搬入機構（４）のマイクロプレート設置台（４１０）に引き渡し、該マイクロプレート搬入機構（４）の動作によって、マイクロプレート設置台（４１０）上のマイクロプレート（３１）をチャンバー（１１）から排出するのである。
【００５３】
上記本発明のインキュベータ（１）においては、図２０及び図２１に示す如くチャンバー（１１）の背部の壁面に、環境調整装置（６）からのガスの吹き出し口（６２）が設けられて、マイクロプレート搬送装置（５）の設置空間へ向けられており、該吹き出し口（６２）を中心として、左右にスタッカー（３）（３）が配備されているので、吹き出し口（６２）から吹き出されたガスは、図中に矢印で示す様に、チャンバー（１１）内の中央部から周囲に向けて均一に分散し、チャンバー（１１）内を大きな偏りなく流れる。
この結果、チャンバー（１１）内は、位置によって大きな差違のない均等な環境条件に保たれ、スタッカー（３）に収容されている各マイクロプレート（３１）上の試料は所定の環境条件で培養されることになる。
【００５４】
又、チャンバー（１１）のマイクロプレート挿入口（１３）は、シャッター機構（１４）によってマイクロプレート（３１）の搬入出時にのみ開かれると共に、該マイクロプレート挿入口（１３）には、エアーカーテン機構（１６）から吹き出される空気流によってエアーカーテンが形成されるので、チャンバー（１１）内の環境条件は一定に保たれる。
【００５５】
マイクロプレート上の試料の観察及び分析
図１６に示すカメラ（７）によってマイクロプレート（３１）上の試料を観察し、その育成状態を分析する場合には、分析装置（７２）によって図２２に示す手続きが実行される。
先ずステップＳ１にて、撮影すべきマイクロプレート（３１）が指示されると共に、ステップＳ２にて、マイクロプレート（３１）上の撮影すべき試料が指示されると、ステップＳ３では、マイクロプレート搬送装置（５）が該マイクロプレート（３１）を撮影用マイクロプレート収容部へ搬送する。
続いてステップＳ４では、図２３の如くカメラ駆動機構（７１）の駆動によってカメラ（７）をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、カメラ（７）の光学軸をマイクロプレート（３１）上の所定の試料注入凹部（３１ａ）に合致せしめる。
その後、図２２のステップＳ５では、カメラ（７）によってマイクロプレート（３１）上の試料を撮影し、ステップＳ６にて、撮影により得られた画像データを分析装置（７２）へ転送する。
続いて、ステップＳ７では、分析装置（７２）が前記画像データに対して所定の画像処理を実行し、ステップＳ８では、試料の細胞の数をカウントする。そしてステップＳ９にて、培養前の細胞個数と比較して培養率を算出し、ステップＳ１０にて、算出された培養率を表示部に表示し、メモリに保存する。
【００５６】
図２４は、カメラ（７）から得られる画像データに対する画像処理の一連のプロセスを表わしている。先ず、プロセス▲１▼にて各細胞の輪郭を抽出し、プロセス▲２▼では、前記輪郭に基づいて各細胞を分別し、プロセス▲３▼では、前記分別結果に基づいて細胞の数をカウントする。最後に、細胞のカウント値を培養開始前のカウント値で除算することにより、培養率を算出する。
【００５７】
環境条件の均一化
本発明に係るインキュベータ（１）においては、チャンバー（１１）内の雰囲気を更に均一な環境条件に整えるために、予め決められたタイミングでマイクロプレート搬送装置（５）をＹ軸方向及びＺ軸方向に動作させて、図２６の▲１▼〜▲５▼に示す如く搬送テーブル（５０）を周回移動させ、これによってチャンバー（１１）内の空気の循環を促進させることが行なわれる。
【００５８】
図２５は、チャンバー（１１）内の空気の循環を促進するために駆動制御装置（１８）が実行する手続きを表わしている。
先ずステップＳ１１にてインキュベータ（１）の電源がオンとなり、ステップＳ１２にて駆動系の電源がオンとなると、ステップＳ１３にて経過時間のタイマーｔ１を初期化した後、ステップＳ１４では、経過時間ｔ１の計測を開始する。その後、ステップＳ１５では、マイクロプレート（３１）の搬送中であるかどうかを判断し、ここでイエスと判断されたときはステップＳ１３に戻って、タイマーｔ１を初期化する。
ステップＳ１５にてノーと判断されたときは、ステップＳ１６に移行して、経過時間ｔ１が所定時間Ｔを過ぎたかどうかを判断し、ノーと判断されたときはステップＳ１５の判断を繰り返す。
【００５９】
その後、経過時間ｔ１が所定時間Ｔを過ぎて、ステップＳ１６にてイエスと判断されたときは、ステップＳ１７に移行し、マイクロプレート搬送装置（５）をＹ軸方向及びＺ軸方向に動作させて、搬送テーブル（５０）をチャンバー（１１）内にて周回移動させる（図２６参照）。
次に、ステップＳ１８にて、インキュベータの電源がオフとなったかどうかを判断し、ここでノーと判断されたときはステップＳ１３に戻って、ステップＳ１３〜ステップＳ１７を繰り返す。
その後、インキュベータの電源がオフとなって、ステップＳ１８にてイエスと判断されたときは、ステップＳ１９に移行して、駆動系の電源をオフとし、手続きを終了する。
【００６０】
上記手続きによれば、搬送テーブル（５０）の搬送が終了した後も、一定時間の間隔をおいて搬送テーブル（５０）が周回駆動されるので、該搬送テーブル（５０）の移動に伴ってチャンバー（１１）内の空気が攪拌され、これによってチャンバー（１１）内が常に均一な環境条件に保たれることになる。
【００６１】
モータ結露の防止
本発明のインキュベータ（１）においては、スタッカー（３）の入れ替え時などにおいて、環境調整装置（６）の運転を停止した場合、チャンバー（１１）内の温度が急激に低下して、チャンバー（１１）内に結露が発生するが、仮に結露によって生じた水分がモータユニット（５７）（５８）（５９）（４２）内に侵入した場合においても、モータ（５７１）（５８１）（５９１）（４２１）の保護を図るべく、環境調整装置（６）の運転停止後から一定時間は、モータ（５７１）（５８１）（５９１）（４２１）を回転ステップ数ゼロで通電し、モータ（５７１）（５８１）（５９１）（４２１）の温度を結露の生じない温度（例えば３７℃）に維持することが行なわれる。
【００６２】
図２７は上記モータ通電制御の手続きを表わしている。先ずステップＳ４１では、環境調整装置がオフとなったかどうかを判断し、ここでイエスと判断されたときは、ステップＳ４２にて、回転ステップ数ゼロにてモータ（５７１）（５８１）（５９１）（４２１）に通電を開始する。そして、ステップＳ４３にてタイマーｔ２を初期化し、ステップＳ４４にて経過時間ｔ２の計測を開始する。
続いて、ステップＳ４５では、経過時間ｔ２が所定時間Ｔ′を越えたかどうかを判断し、ここでノーと判断されたときはステップＳ４４の時間計測を続行する。その後、経過時間ｔ２が所定時間Ｔ′を越えてステップＳ４５にてイエスと判断されたときは、ステップＳ４６に移行して、モータの通電を停止する。
【００６３】
上記モータ通電制御によれば、スタッカー（３）の入れ替え時などにおいて、環境調整装置（６）の運転を停止した場合、チャンバー（１１）内の温度が急激に低下して、チャンバー（１１）内に結露が発生するが、環境調整装置（６）の運転停止後から一定時間はモータ（５７１）（５８１）（５９１）（４２１）が通電によって高温に維持されるので、周囲温度が低下したとしても、モータユニット（５７）（５８）（５９）（４２）内に結露が生じることはない。
尚、スタッカー（３）の入れ替えやマイクロプレート搬送装置（５）のメンテナンスなどのためにチャンバー（１１）の開閉扉（１２）を開くことによって、チャンバー（１１）内の湿度は外気の湿度まで低下することになり、それ以降はモータユニット（５７）（５８）（５９）（４２）内に結露が生じることはないので、モータ（５７１）（５８１）（５９１）（４２１）に対する通電は、環境調整装置（６）の運転停止から一定時間だけ継続すればよい。
【００６４】
スタッカー及びマイクロプレートの管理システム
更に本発明のインキュベータ（１）においては、図２８に示す如く、各スタッカー（３）の側面に、スタッカー（３）を識別するためのバーコード（３３）が付けられており、インキュベータ（１）のベース（２１）上にスタッカー（３）を設置する際、該スタッカー（３）のバーコード（３３）をバーコードリーダ（１９）によって読み取ることにより、該スタッカー（３）の種類が認識され、該スタッカー（３）の種類とベース（２１）上の位置が、駆動制御装置（１８）のテーブル記憶部（１８３）にスタッカー管理テーブルとして登録される。
【００６５】
図２９は、スタッカー管理テーブルの更新手続きを表わしており、先ずユーザが、ステップＳ２１にてスタッカーを新設するかどうかを判断し、スタッカーを新設する場合には、ステップＳ２２にて、前記バーコードリーダ（１９）によって、新設せんとするスタッカーのバーコードを読み取る。これに応じて、駆動制御装置（１８）の搬送機構制御部（１８２）は、ステップＳ２３にて、読み取ったバーコードを解読し、その結果に基づいてテーブル記憶部（１８３）のスタッカー管理テーブルを更新する。
【００６６】
又、図３０に示す如く、各マイクロプレート（３１）の側面には、マイクロプレート（３１）を識別するためのバーコード（３４）が付けられており、チャンバー（１１）のマイクロプレート挿入口（１３）を通過するマイクロプレート（３１）のバーコード（３４）をバーコードリーダ（１５）によって読み取ることにより、該マイクロプレート（３１）の識別番号が認識され、該マイクロプレート（３１）の識別番号、搬入日時、収容せんとするスタッカー位置等が、駆動制御装置（１８）のテーブル記憶部（１８３）にマイクロプレート管理テーブルとして登録される。
【００６７】
図３１は、マイクロプレート管理テーブルの更新手続きを表わしており、駆動制御装置（１８）の搬送機構制御部（１８２）は、先ずステップＳ３１にてマイクロプレートがマイクロプレート挿入口を通過するかどうかを判断し、ここでイエスと判断されたときは、ステップＳ３２にて、前記バーコードリーダ（１５）によって、該マイクロプレートのバーコードを読み取った後、ステップＳ３３にて、読み取ったバーコードを解読し、その結果に基づいてテーブル記憶部（１８３）のマイクロプレート管理テーブルを更新する。
【００６８】
この様にして更新されたスタッカー管理テーブル及びマイクロプレート管理テーブルに基づいて、駆動制御装置（１８）の搬送機構制御部（１８２）がマイクロプレート搬送装置（５）の動作を制御する。
例えば、新たにマイクロプレート（３１）をインキュベータ（１）内に設置せんとする場合、そのマイクロプレート（３１）の厚さに応じて、適当なスタッカー（３）を選択し、そのスタッカー（３）の空いているマイクロプレート収容部へ向けて、該マイクロプレート（３１）を搬送する。又、インキュベータ（１）内の特定のマイクロプレート（３１）を排出せんとする場合、そのマイクロプレート（３１）が設置されているマイクロプレート収容部の位置を認識し、その位置へ向けて搬送テーブル（５０）を移動させる。
【００６９】
上述の如く、本発明に係るインキュベータ（１）によれば、マイクロプレート（３１）の搬送を自動的に行なうことが出来ると共に、チャンバー（１１）内に多数のマイクロプレート（３１）を収容することが可能であり、然もチャンバー（１１）内を均一な環境条件に保つことが出来る。
【００７０】
又、本発明に係るインキュベータ（１）においては、チャンバー（１１）内にインキュベータユニット（２）の駆動機構を構成する全てのモータ（５７１）（５８１）（５９１）（４２１）が収容されているので、これらのモータをチャンバー（１１）の外部に配備した構成と比べて、チャンバー（１１）の構成を簡易化すると共に、チャンバー（１１）の気密性を高く保つことが出来る。然も、チャンバー（１１）とインキュベータユニット（２）とが独立に構成されているので、例えばメンテナンスのためにマイクロプレート搬送装置（５）を分解することなくチャンバー（１１）から容易に取り出すことが出来、これによって作業の効率化が図られると共に、インキュベータユニット（２）の構成に高い汎用性が得られる。
【００７１】
更に、本発明に係るインキュベータ（１）においては、チャンバー（１１）内に、マイクロプレート（３１）上の試料を撮影するためのカメラ（７）が設置されているので、マイクロプレート（３１）をチャンバー（１１）の外側に取り出すことなく、試料の観察及び分析が可能である。
従って、チャンバー（１１）内の環境条件を一定に保つことが出来ると同時に、分析作業の効率化を図ることが出来る。
【００７２】
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、マイクロプレート搬入機構（４）は、チャンバー（１１）の側部に限らず、例えばチャンバー（１１）の背部に設置することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインキュベータの外観を示す斜視図である。
【図２】チャンバーからスタッカーを引き出した状態を示す斜視図である。
【図３】チャンバーの斜視図である。
【図４】インキュベータユニットの斜視図である
【図５】高さの異なる２種類のマイクロプレートと段数の異なる２種類のスタッカーを表わす斜視図である。
【図６】マイクロプレート搬送装置の斜視図である。
【図７】マイクロプレート搬送装置の側面図である。
【図８】マイクロプレート搬送装置に配備される３つのモータの位置を示す平面図である。
【図９】Ｘ軸搬送部の側面図である。
【図１０】Ｘ軸搬送部の動作を表わす斜視図である。
【図１１】Ｙ軸搬送部、Ｚ軸搬送部及びＸ軸搬送部の動力伝達経路を表わす斜視図である。
【図１２】マイクロプレート搬入機構の斜視図である。
【図１３】マイクロプレート搬入機構の側面図である。
【図１４】マイクロプレート搬入機構の動作を表わす斜視図である。
【図１５】Ｙ軸モータユニットの分解斜視図である。
【図１６】チャンバーにカメラが配備されている構成を表わす図である。
【図１７】本発明に係るインキュベータの制御ブロックを表わす図である。
【図１８】本発明に係るインキュベータにおけるマイクロプレート搬送装置の動作方向を表わす正面図である。
【図１９】同上の側面図である。
【図２０】吹き出し口から吹き出されるガスの流れを説明する正面図である。
【図２１】同上の側面図である。
【図２２】本発明に係るインキュベータの試料分析手続きを表わすフローチャートである。
【図２３】カメラ駆動機構によるカメラの駆動方向を説明する図である。
【図２４】画像処理のプロセスを説明する図である。
【図２５】チャンバー内の空気の循環を促進させるための手続きを表わすフローチャートである。
【図２６】チャンバー内の空気の循環を促進させるためのマイクロプレート搬送装置の一連の動作を表わす側面図である。
【図２７】モータの結露を防止するための通電制御の手続きを表わすフローチャートである。
【図２８】スタッカーに付けられたバーコードに基づくスタッカー管理を説明する図である。
【図２９】スタッカー管理テーブルの更新手続きを表わすフローチャートである。
【図３０】マイクロプレートに付けられたバーコードに基づくマイクロプレート管理を説明する図である。
【図３１】マイクロプレート管理テーブルの更新手続きを表わすフローチャートである。
【図３２】従来のインキュベータの斜視図である。
【符号の説明】
（１）インキュベータ
（１１）チャンバー
（１０）開口
（１２）開閉扉
（１３）マイクロプレート挿入口
（１４）シャッター機構
（１５）バーコードリーダ
（１６）エアーカーテン機構
（２）インキュベータユニット
（２２）引出し台
（２３）スタッカーホルダー
（３）スタッカー
（３１）マイクロプレート
（４）マイクロプレート搬入機構
（４１）往復搬送部
（４２）搬入用モータユニット
（５）マイクロプレート搬送装置
（５０）搬送テーブル
（５４）Ｘ軸搬送部
（５５）Ｙ軸搬送部
（５６）Ｚ軸搬送部
（５７）Ｘ軸モータユニット
（５７１）Ｘ軸モータ
（５７２）モータケース
（５８）Ｙ軸モータユニット
（５８１）Ｙ軸モータ
（５８２）モータケース
（５９）Ｚ軸モータユニット
（５９１）Ｚ軸モータ
（５９２）モータケース
（６）環境調整装置
（６２）吹き出し口
（７）カメラ
（７１）カメラ駆動機構
（７２）分析装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an incubator for culturing a sample on a microplate inside a chamber adjusted to predetermined environmental conditions.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an incubator (9) as shown in FIG. 32 has been used to culture various microorganisms and cells. The incubator (9) is provided with a plurality of shelves (93) inside a chamber (91) whose opening (90) can be opened and closed by an opening and closing door (92), and a plurality of shelves (93) are provided on each shelf (93). The microplate (31) can be accommodated. The chamber (91) is provided with an environment adjustment device (not shown) for adjusting environmental conditions such as temperature, humidity, and CO ₂ concentration in the chamber (91). Thereby, the sample on the microplate (31) is cultured.
[0003]
In such an incubator (9), the microplate (31) is taken out of the chamber (91) and the sample is observed or analyzed by a microscope or the like in order to check the state of the sample during culture. In such a case, it is necessary to open the door (92) of the chamber (91), which causes a problem that the environmental conditions in the chamber (11) are greatly changed.
[0004]
Therefore, an incubator has been proposed in which a microplate can be transported between a microplate insertion port opened in the chamber and each microplate storage unit in the chamber, and the microplate is automatically inserted into and removed from each microplate storage unit. (For example, see Patent Document 1).
According to the incubator, since a small microplate insertion opening may be opened in the chamber, environmental conditions in the chamber do not change significantly when the microplate is taken in and out.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-89559
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above incubator, a motor of a transfer device for transferring the microplate in the chamber is disposed outside the chamber, and an output shaft of the motor penetrates a wall surface of the chamber, and a mechanical part in the chamber is provided. Therefore, at the time of maintenance of the transfer device, it is necessary to remove the motor from the chamber and disassemble the transfer device main body accommodated in the chamber to a certain extent, which has a problem that the operation becomes complicated. .
Further, since the output shaft of the motor penetrates through the wall surface of the chamber, it is necessary to equip the penetrated portion with a highly airtight slide bearing, which causes a problem that the structure of the chamber becomes complicated.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide an incubator that can be removed from the chamber without disassembling the microplate transport device, and of course, has a simpler chamber structure than before.
[0008]
[Means for solving the problem]
The incubator according to the present invention is for culturing a sample on a microplate (31) inside a chamber (11) in which environmental conditions are adjusted by an environment adjusting device (6). Is provided with a microplate storage shelf having a plurality of microplate storage units, and a microplate transfer device (5) for transferring a microplate (31) in the chamber (11). The motor serving as a power source of the transfer device (5) is disposed inside the chamber (11) integrally with the main body of the microplate transfer device (5).
[0009]
In the incubator of the present invention, the motor of the microplate transport device (5) is arranged inside the chamber (11) integrally with the main body, and the output shaft of the motor does not penetrate the wall surface of the chamber (11). Therefore, the microplate transfer device (5) can be removed from the chamber (11) with little disassembly. Further, since it is not necessary to equip the chamber (11) with a bearing for supporting the output shaft of the motor, the configuration of the chamber (11) becomes simpler than before.
[0010]
In a specific configuration, a motor serving as a power source of the microplate transport device (5) is housed in a motor case whose inside is sealed, and an air introduction hose for introducing air into the motor case is provided in the motor case. (588) and an air discharge hose (589) for discharging air from the motor case are connected, and air is circulated inside the motor case.
Therefore, the inside of the motor case is always kept at a constant temperature and humidity. Even if the temperature in the chamber (11) suddenly drops for some reason, there is a possibility that dew condensation will occur in the motor case. Rather, this prevents damage to the motor due to moisture.
[0011]
Further, in a specific configuration, a motor serving as a power source of the microplate transport device (5) is connected to a drive control device (18) and receives supply of a drive current and a rotation speed control signal. (18) In the state where the transfer operation of the microplate (31) is stopped, a control signal and a drive current of zero rotation speed are supplied to the motor of the microplate transfer device (5) in a timely manner. Is maintained at a temperature that does not cause condensation.
Therefore, even when the operation of the environment adjustment device (6) is stopped for the maintenance of the microplate transport device (5), for example, the motor of the microplate transport device (5) is controlled to have zero rotation at that time. By supplying the signal and the drive current, the motor does not rotate and the temperature is maintained at a temperature at which no condensation occurs by energization.
As a result, there is no possibility that dew condensation will occur in the motor case even if the temperature in the chamber (11) suddenly drops, thereby preventing the motor from being damaged by moisture.
[0012]
More specifically, the drive control device (18) supplies a control signal of zero rotation speed and a drive current to the motor for a certain period after the operation of the environment adjustment device (6) is stopped.
At the point in time when the certain period has elapsed, the microplate transfer device (5) has been taken out of the chamber (11) for maintenance or the like, so there is no possibility that dew condensation will occur on the motor.
[0013]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the incubator which concerns on this invention, it is possible to remove from a chamber, without disassembling a microplate conveyance apparatus, and of course, the structure of a chamber becomes simpler than before.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
Overall configuration As shown in FIGS. 1 and 2, an incubator (1) according to the present invention has an opening (10) formed on the front surface and opens and closes the opening (10) with a door (12). The chamber (11) is provided with an incubator unit (2) accommodated therein, and a microplate insertion opening (13) opened on a side wall of the chamber (11). Is connected to the microplate loading mechanism (4).
[0015]
As shown in FIG. 3, the chamber (11) is provided with an environment adjustment device (6) for adjusting the temperature, humidity and CO ₂ concentration in the chamber at the back, as shown in FIG. An outlet (62) equipped with a fan for blowing out a gas for environmental adjustment obtained from the environmental adjustment device (6) toward the central space in the chamber is provided on the wall surface.
The inner wall of the chamber (11), a thermometer (63) constituting the sensor unit of the environmental conditioning unit (6), CO ₂ meter (64) and the hygrometer (65) is mounted. A camera (7) is installed on the ceiling wall of the chamber (11).
[0016]
A shutter mechanism (14) for opening and closing the microplate insertion port (13) is provided on a side wall of the chamber (11), and air for forming a curtain of air flow in the microplate insertion port (13) is provided. A curtain mechanism (16) is provided.
In the chamber (11), a barcode sensor (151) for reading a barcode attached to the microplate passing through the microplate insertion port (13) is directed toward the microplate insertion port (13). Installed.
[0017]
As shown in FIG. 4, the incubator unit (2) is provided with a microplate transport device (5) having a microplate transport table (50) on a base (21), and the microplate transport device (5). ), A pair of left and right stacker holders (23) and (23) is arranged on both sides of each stacker. Each stacker holder (23) has a plurality of stackers (3) for accommodating microplates in the front-rear direction. It is arranged and held.
By pulling out the drawer base (22) from the opening (10) with the opening and closing door (12) open as shown in FIG. 2, a plurality of stackers (3) on the drawer base (22) are opened (10). Of each of the stackers (3) can be pulled out from the stacker holder (23).
Thus, the stacker (3) can be easily replaced, and the used stacker (3) can be cleaned.
[0018]
The stacker (3) houses a plurality of microplates (31) in which a plurality of sample injection recesses (31a) are formed as shown in FIGS. 5 (a) and (b). A pair of receiving pieces (32) and (32) for receiving in a horizontal posture are provided in a plurality of stages.
Since there are a plurality of types of microplates (31) having different heights as shown in the figure, a plurality of types of stackers (3) having different arrangement pitches of the receiving pieces (32) are prepared.
[0019]
As shown in FIG. 1, in a state where the incubator unit (2) is housed in the chamber (11), the microplate transport device (5) is located at the center of the space in the chamber (11), A plurality of stackers (3) are arranged in the space.
In addition, below the incubator unit (2), a water storage pan (60) for humidifying the air in the chamber (11) is arranged.
[0020]
In the incubator (1) of the present invention, as shown in FIG. 1, a plurality of stackers (3) are arranged symmetrically on both sides of the microplate transfer device (5) in the chamber (11). Compared with a conventional incubator in which a microplate storage shelf is installed only on one side of the microplate transfer device, a larger number of stackers (3) can be installed in the chamber (11) and can be accommodated by this. The number of microplates (31) increases.
[0021]
Microplate transfer device ( 5 )
As shown in FIGS. 6 and 7, the microplate transfer device (5) is a frame body that supports an upper plate (53) on a base (51) via four columns (52) to (52). An X-axis transport unit (54) for driving the transport table (50) in the left-right direction, that is, the X-axis direction, and the transport table (50) in the front-rear direction, that is, the Y-axis direction. A Y-axis transport unit (55) for driving and a Z-axis transport unit (56) for driving the transport table (50) in the vertical direction, that is, the Z-axis direction, are provided.
[0022]
As shown in FIG. 8, an X-axis motor unit (57) for driving the X-axis transport unit (54) and a Y-axis motor unit (58) for driving the Y-axis transport unit (55) are provided on the base (51). ) And a Z-axis motor unit (59) for driving the Z-axis transport section (56). The X-axis motor unit (57) includes an X-axis motor (571) housed in a motor case (572), and the Y-axis motor unit (58) includes a Y-axis motor (581) in a motor case (582). ), And the Z-axis motor unit (59) is configured to house a Z-axis motor (591) in a motor case (592).
The X-axis motor (571), the Y-axis motor (581), and the Z-axis motor (591) are each configured by a stepping motor.
[0023]
Y-axis transport unit (55)
As shown in FIG. 6, two lower guide rails (554) and (554) extending in the Y-axis direction are installed on the base (51), and both lower guide rails (554) and (554) have lower slides. A plate (556) is slidably engaged. An upper guide rail (555) extending in the Y-axis direction is provided on the upper plate (53), and the upper slide plate (557) is slidable on the upper guide rail (555). Is engaged. The lower slide plate (556) and the upper slide plate (557) are connected to each other by a vertical rod (558), and constitute a reciprocating body that can reciprocate in the Y-axis direction.
[0024]
On the base (51), a stainless steel Y-axis drive ladder chain (552) is stretched along the lower guide rail (554), and on the upper plate (53), the upper guide rail (555). ), A stainless steel Y-axis drive ladder chain (553) is stretched. A lower slide plate (556) is connected to one end of the lower Y-axis drive ladder chain (552), and an upper slide plate (557) is connected to one end of the upper Y-axis drive ladder chain (553). I have.
A Y-axis drive shaft (551) driven by a Y-axis motor unit (58) is vertically provided between the base (51) and the upper plate (53). The rotation drives the Y-axis drive ladder chain (552) and the Y-axis drive ladder chain (553).
As a result, the lower slide plate (556) and the upper slide plate (557) reciprocate in the Y axis direction along the lower guide rails (554) (554) and the upper guide rail (555). (558) reciprocates in the Y-axis direction.
[0025]
As shown in FIG. 9, a guide rail (563) extending in the Z-axis direction is attached to the vertical rod (558), and a Z-axis slider (564) is slidably engaged with the guide rail (563). are doing. The elevating plate (542) is supported by the Z-axis slider (564), and the transfer table (50) is set on the elevating plate (542).
[0026]
Thus, a Y-axis transport section (55) that drives the transport table (50) in the Y-axis direction is configured. FIG. 11A shows the power transmission path of the Y-axis transport unit (55), in which the rotation of the Y-axis motor (581) is transmitted to the Y-axis drive ladder chains (552) and (553). The lower slide plate (556) and the upper slide plate (557) reciprocate in the Y-axis direction, and accordingly, the elevating plate (542) reciprocates in the Y-axis direction. As a result, the transport table (50) reciprocates in the Y-axis direction.
[0027]
In the Y-axis transport section (55), a reciprocating body composed of a lower slide plate (556), an upper slide plate (557), and a vertical rod (558) forms a lower slide plate (556) and an upper slide plate (557). Are guided by the lower guide rails (554) and (554) and the upper guide rail (555), so that the transport table (50) can be moved in the Y-axis direction in a stable posture.
[0028]
Z-axis transport unit (56)
As shown in FIG. 8, on the base (51), a Z-axis drive shaft (561) driven by a Z-axis motor unit (59) is installed in the Y-axis direction. As shown in FIG. 6, a Z-axis drive ladder chain (562) made of stainless steel is stretched between the lower slide plate (556) and the upper slide plate (557). An elevating plate (542) is connected to one end of (562). The rotation of the Z-axis drive shaft (561) is transmitted to the Z-axis drive ladder chain (562).
[0029]
Thus, a Z-axis transport unit (56) that drives the transport table (50) in the Z-axis direction is configured. FIG. 11B illustrates a power transmission path of the Z-axis transport unit (56), in which the Z-axis drive shaft (561) is driven by the Z-axis motor (591), and thereby the Z-axis drive ladder. When the chain (562) is driven, the lifting plate (542) reciprocates in the Z-axis direction. As a result, the transport table (50) reciprocates in the Z-axis direction.
[0030]
X-axis transport unit (54)
As shown in FIG. 9, a lower slider (549a) is installed on an elevating plate (542) protruding from the Z-axis slider (564) so as to be able to reciprocate in the X-axis direction. An intermediate slide plate (543) is fixed to the upper surface of ()). An upper slider (549b) is provided on the intermediate slide plate (543) so as to be able to reciprocate in the X-axis direction, and a transfer table (50) is fixed on the upper surface of the upper slider (549b).
[0031]
As shown in FIG. 8, a base (51) is provided with a horizontal X-axis drive shaft (541) extending in the Y-axis direction, and an X-axis motor unit is provided at an end of the horizontal X-axis drive shaft (541). The rotation of (57) is transmitted.
As shown in FIG. 7, a vertical X-axis drive shaft (540) extending in the Z-axis direction is provided between the lower slide plate (556) and the upper slide plate (557). The rotation of the horizontal X-axis drive shaft (541) is transmitted to the lower end of the shaft (540).
[0032]
As shown in FIG. 9, a first pinion (544) is engaged with the vertical X-axis drive shaft (540) so as to be relatively non-rotatable and slidable in the axial direction, while being placed on the intermediate slide plate (543). Is provided with a first rack (545), and the first pinion (544) and the first rack (545) are engaged with each other.
Also, a second pinion (546) is provided on the intermediate slide plate (543), while a second rack (547) is provided on the elevating plate (542), and the second pinion (546) is provided. And the second rack (547) mesh with each other.
[0033]
Thus, an X-axis transport unit (54) that drives the transport table (50) in the X-axis direction is configured. FIG. 11C illustrates a power transmission path of the X-axis transport unit (54), in which the rotation of the X-axis motor (571) is controlled by the horizontal X-axis drive shaft (541) and the vertical X-axis drive shaft. The transfer table (50) is transmitted to the pinion (544) via (540), and the transport table (50) is driven in the X-axis direction by the rotation of the pinion (544).
[0034]
In the X-axis transport section (54), as shown in FIGS. 10A and 10B, the transport table (50) on the lifting plate (542) is rotated by forward and reverse rotation of the vertical X-axis drive shaft (540). Moves to the left moving end as shown in FIG. 10 (a) with the position overlapping the elevating plate (542) as a reference position, and enters the inside of the left stacker, or as shown in FIG. As shown in b), it moves to the right moving end, and enters the inside of the right stacker.
[0035]
Microplate loading mechanism ( 4 )
As shown in FIGS. 12 to 14, the microplate loading mechanism (4) includes a reciprocating transport section (41) and a motor unit (42) for driving the reciprocating transport section (41).
In the reciprocating transport section (41), a guide rail (44a) extending in the X-axis direction is formed on the base (43), and the upper slider (40a) is slidably engaged with the guide rail (44a). An intermediate slide plate (48) is fixed to the upper surface of the upper slider (40a). A guide rail (44b) extending in the X-axis direction is formed on the intermediate slide plate (48), and a lower slider (40b) is slidably engaged with the guide rail (44b). The microplate mounting table (410) is fixed to the upper surface of (40b).
[0036]
A carry-in motor unit (42) having a built-in stepping motor in a motor case is attached to the base (43).
The base (43) is provided with first and second pinions (45) (47) simultaneously driven by the motor unit (42), while the first rack (48) is mounted on the intermediate slide plate (48). 49) is attached, the first pinion (45) and the first rack (49) are meshably opposed to each other, and the second pinion (47) and the first rack (49) are meshed with each other. are doing. Also, a third pinion (412) is attached to the intermediate slide plate (48), while a second rack (411) is attached to the base (43), and the third pinion (412) and the third pinion (412) are attached. The second rack (411) is in mesh with each other. Further, a fourth pinion (413) is attached to the intermediate slide plate (48), and a third rack (414) is attached to the back surface of the microplate installation table (410), and the fourth pinion (413) is attached. ) And the third rack (414) are in mesh with each other.
[0037]
Therefore, when the first and second pinions (45) and (47) are rotated clockwise by the carry-in motor unit (42) from the state shown in FIG. 12, the intermediate slide plate (48) moves in the X-axis direction. At the same time, the microplate mounting table (410) on the intermediate slide plate (48) is driven in the X-axis direction, and as shown in FIG. Will protrude greatly from
When the first and second pinions (45) and (47) are rotated counterclockwise by the carry-in motor unit (42) from the state shown in FIG. The position returns to the original position as shown in FIG.
[0038]
In the incubator (1) of the present invention, since the stainless steel ladder chain is adopted as the power transmission mechanism of the microplate loading mechanism (4) and the microplate transport device (5) as described above, the chamber (11) is used. The power transmission mechanism is not oxidized and corroded by the moisture in the parentheses.
[0039]
Motor unit structure As described above, the X-axis motor unit (57), the Y-axis motor unit (58), the Z-axis motor unit (59), and the carry-in motor unit (42) each have a motor inside a motor case. More specifically, as shown in FIG. 15 which shows an example of the structure of the Y-axis motor unit (58), a structure for preventing dew condensation on the motor is employed.
That is, in the Y-axis motor unit (58), as shown in FIG. 15, a motor case (582) is composed of a case body (583) and a lid (584), and the inside of the motor case (582) is airtight. Has been A Y-axis motor (581) is housed inside the motor case (582), and an output shaft (586) of the motor passes through a sliding bearing (585) attached to the motor case (582) in an airtight state. The tip of the output shaft (586) protrudes from the motor case (582).
[0040]
A lid (584) of the motor case (582) has an air introduction hose (588) for introducing air into the motor case (582) and an air discharge hose for discharging air from the motor case (582). A hose (589) is connected to circulate the air in the motor case (582). A cable (587) for supplying electric power and a control signal to the Y-axis motor (581) is connected to the lid (584) of the motor case (582).
[0041]
According to the above-mentioned motor unit structure, the inside of the motor case (582) is air-tight and the air in the motor case (582) is circulated, so that even if the temperature around the motor unit (58) is reduced. No condensation occurs in the motor case (582).
The X-axis motor unit (57), the Z-axis motor unit (59), and the carry-in motor unit (42) also adopt the same structure as the Y-axis motor unit (58) to prevent condensation.
[0042]
Imaging system Further, in the incubator (1) according to the present invention, a camera (7) is installed on the ceiling wall of the chamber (11) as shown in Fig. 16, and the camera (7) is provided with a predetermined stacker. The microplate accommodated in the microplate accommodating section for photographing can be photographed toward the microplate accommodating section for imaging provided at the uppermost stage of (3).
The camera (7) can be driven in the X-axis direction and the Y-axis direction by the camera driving mechanism (71). The camera (7) and the camera driving mechanism (71) are connected to the analyzer (72), and the movement of the camera (7) is controlled by the analyzer (72) and is obtained from the camera (7). Image processing and arithmetic processing for sample analysis are performed on the image data.
[0043]
At the time of photographing the microplate (31) by the camera (7), the microplate (31) to be photographed is carried to the photographing microplate housing section by the microplate carrying device (5).
Then, while the camera (7) is driven in the X-axis direction and the Y-axis direction by the camera driving mechanism (71), the sample on the microplate (31) is photographed, and the image is supplied to the analyzer (72).
[0044]
Control system FIG. 17 shows a configuration of a control system in the incubator (1) of the present invention.
The microplate loading mechanism (4) and the microplate transport device (5) are connected to a drive control device (18) including a motor control unit (181), a transport mechanism control unit (182), and a table storage unit (183). , Loading and unloading of the microplate, and transport in the chamber are controlled.
Moreover, environmental conditioning unit (6) is a thermometer the sensor unit (63), CO ₂ meter (64) and the hygrometer and (65), the temperature adjusting unit to operate based on a value detected by the sensor unit ( 66) and a CO ₂ adjustment unit (67), and the operation is controlled by an environment adjustment circuit (61) including a data processing unit (68) and an environment control unit (69).
[0045]
The camera (7) and the camera driving mechanism (71) are connected to an analysis device (72) including a camera driving control unit (73), an image processing unit (74), and a cell counting unit (75), and perform camera driving control. The driving of the camera (7) is controlled by the unit (73), the image processing unit (74) performs necessary image processing on image data obtained from the camera (7), and furthermore, the cell counting unit (75) Is used to count the number of cells of the sample on the microplate.
[0046]
An operation panel (17) including a display unit (171) and an operation unit (172) is connected to the drive control device (18), the environment adjustment circuit (61), and the camera drive control unit (73). Various operation commands can be given by the operation of (172), and the operation state can be monitored by the display unit (171).
Further, a first bar code reader (15) for reading a bar code attached to each microplate (31) is connected to the drive control device (18), and a bar code attached to each stacker is connected. Is connected to a second barcode reader (19). The first barcode reader (15) is configured by connecting the barcode processing unit (152) to the barcode sensor (151) attached to the microplate insertion slot (13) as described above. The second bar code reader (19) is a unit of a bar code sensor (191) and a bar code processing unit (192), and holds a hand to read the bar code of the stacker (3). I can do it.
[0047]
Operation of incubator ( 1 ) In the incubator ( 1 ) of the present invention, as shown in FIGS. 18 and 19, a microplate is placed in a state where a plurality of stackers (3) are installed in a chamber (11). By moving the transfer table (50) in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction by the operation of the transfer device (5), the micro table can be stored in any microplate accommodating portion of any stacker (3). The plate is moved in and out.
[0048]
For example, when a microplate is stored in one microplate storage unit, the microplate is first loaded into the chamber (11) by the microplate loading mechanism (4). At this time, as shown in FIG. 14, the microplate loading mechanism (4) is operated to cause the microplate mounting table (410) to protrude outward from the microplate insertion slot (13) of the chamber (11) (FIG. 1). reference).
Then, after placing the microplate (31) on the microplate mounting table (410), the microplate loading mechanism (4) is operated to move the microplate mounting table (410) as shown in FIG. Move into chamber (11).
[0049]
Further, the Y-axis transport section (55) and the Z-axis transport section (56) of the microplate transport apparatus (5) are operated to move the transport table (50) to a position facing the microplate insertion slot (13). Further, the X-axis transport unit (54) is moved toward the microplate insertion port (13) to move the transport table (50) at the reference position to the microplate mounting table (410) of the microplate loading mechanism (4). Move between plates (31).
Thereafter, the transport table (50) is slightly raised by the operation of the Z-axis transport section (56), and the microplate (31) is mounted on the transport table (50). Then, the transport table (50) is returned to the reference position.
[0050]
Subsequently, the Y-axis transport section (55) and the Z-axis transport section (56) of the microplate transport apparatus (5) are operated to move the transport table (50) to the predetermined microplate storage section of the predetermined stacker (3). Then, the X-axis transfer section (54) is operated to move the transfer table (50) from the reference position to the inside of the microplate housing section. Thereafter, the transport table (50) is slightly lowered by the operation of the Z-axis transport section (56), and the microplate (31) on the transport table (50) is delivered to the microplate storage section. By the operation of (54), the transport table (50) is returned to the reference position.
[0051]
When discharging the microplate (31) accommodated in one microplate accommodating part of one stacker (3) in the chamber (11) to the outside of the chamber (11), the above-mentioned loading, An operation reverse to the transport operation is performed.
That is, the operation of the Y-axis transport unit (55) and the Z-axis transport unit (56) of the microplate transport device (5) moves the transport table (50) to a position facing the predetermined microplate storage unit, and thereafter Depending on whether the predetermined microplate accommodating section is located on the left side or right side, the X-axis transport section (54) is operated leftward or rightward to move the transport table (50). The microplate (31) is mounted on the transfer table (50) by moving the microplate (31) into the microplate storage section.
[0052]
Thereafter, the microplate (31) on the transfer table (50) is transferred to the microplate insertion slot (13) of the chamber (11) by the operation of the microplate transfer device (5), and then the transfer is performed on the transfer table (50). The microplate (31) is delivered to the microplate setting table (410) of the microplate loading mechanism (4), and the microplate (31) on the microplate setting table (410) is operated by the operation of the microplate loading mechanism (4). Is discharged from the chamber (11).
[0053]
In the incubator (1) of the present invention, as shown in FIGS. 20 and 21, a gas outlet (62) for the gas from the environment adjusting device (6) is provided on the back wall surface of the chamber (11), and It is directed to the installation space of the plate transport device (5), and since the stackers (3) and (3) are provided on the left and right with the outlet (62) as a center, the air is blown out from the outlet (62). The gas is uniformly dispersed from the central part in the chamber (11) toward the periphery as shown by the arrow in the figure, and flows through the chamber (11) without great deviation.
As a result, the interior of the chamber (11) is maintained under uniform environmental conditions without great difference depending on the position, and the sample on each microplate (31) accommodated in the stacker (3) is cultured under predetermined environmental conditions. Will be.
[0054]
The microplate insertion opening (13) of the chamber (11) is opened only when the microplate (31) is carried in and out by the shutter mechanism (14), and the microplate insertion opening (13) has an air curtain mechanism. Since the air curtain is formed by the airflow blown out from (16), the environmental conditions in the chamber (11) are kept constant.
[0055]
Observation and analysis of sample on microplate When the sample on microplate (31) is observed by camera (7) shown in Fig. 16 and its growth state is analyzed, analysis device (72) is used. The procedure shown in FIG. 22 is executed.
First, in step S1, a microplate (31) to be photographed is designated, and in step S2, a sample to be photographed on the microplate (31) is designated. (5) conveys the microplate (31) to the photographing microplate housing section.
Subsequently, in step S4, the camera (7) is moved in the X-axis direction and the Y-axis direction by driving the camera driving mechanism (71) as shown in FIG. 23, and the optical axis of the camera (7) is moved on the microplate (31). To the predetermined sample injection concave portion (31a).
Then, in step S5 in FIG. 22, the sample on the microplate (31) is photographed by the camera (7), and in step S6, the image data obtained by the photographing is transferred to the analyzer (72).
Subsequently, in step S7, the analyzer (72) performs predetermined image processing on the image data, and in step S8, counts the number of cells of the sample. In step S9, the cultivation rate is calculated by comparing the number of cells before culturing, and in step S10, the calculated cultivation rate is displayed on the display unit and stored in the memory.
[0056]
FIG. 24 shows a series of processes of image processing on image data obtained from the camera (7). First, the outline of each cell is extracted in process (1), and in process (2), each cell is sorted based on the outline. In process (3), the number of cells is counted based on the sorting result. I do. Finally, the culture rate is calculated by dividing the cell count value by the count value before the start of culture.
[0057]
Uniform environmental conditions In the incubator (1) according to the present invention, in order to adjust the atmosphere in the chamber (11) to more uniform environmental conditions, the microplate transfer device (5) is set at a predetermined timing. ) Is operated in the Y-axis direction and the Z-axis direction to move the transfer table (50) around as shown in (1) to (5) in FIG. 26, thereby promoting the circulation of air in the chamber (11). Is performed.
[0058]
FIG. 25 shows a procedure executed by the drive control device (18) to promote the circulation of air in the chamber (11).
First, when the power of the incubator (1) is turned on in step S11 and the power of the driving system is turned on in step S12, the elapsed time timer t1 is initialized in step S13, and then the elapsed time t1 is determined in step S14. Start measuring. Thereafter, in step S15, it is determined whether or not the microplate (31) is being transported. If the determination is yes, the process returns to step S13 to initialize the timer t1.
If it is determined NO in step S15, the process proceeds to step S16, in which it is determined whether the elapsed time t1 has exceeded a predetermined time T. If it is determined that no, the determination in step S15 is repeated.
[0059]
Thereafter, when the elapsed time t1 has exceeded the predetermined time T and the answer is YES in step S16, the process proceeds to step S17, and the microplate transport device (5) is operated in the Y-axis direction and the Z-axis direction. Then, the transfer table (50) is moved around in the chamber (11) (see FIG. 26).
Next, in step S18, it is determined whether or not the power of the incubator has been turned off. If the determination is no, the process returns to step S13, and repeats steps S13 to S17.
Thereafter, the power supply of the incubator is turned off, and when it is determined as YES in step S18, the process proceeds to step S19, where the power supply of the drive system is turned off, and the procedure is terminated.
[0060]
According to the above procedure, even after the transfer of the transfer table (50) is completed, the transfer table (50) is driven to rotate at regular intervals, so that the chamber is moved with the movement of the transfer table (50). The air in (11) is agitated, whereby the inside of the chamber (11) is always kept under uniform environmental conditions.
[0061]
Prevention of motor dew condensation In the incubator (1) of the present invention, when the operation of the environment control device (6) is stopped, for example, when the stacker (3) is replaced, the temperature in the chamber (11) increases rapidly. And the condensation occurs in the chamber (11). Even if the moisture generated by the condensation enters the motor units (57), (58), (59) and (42), the motor In order to protect (581), (591) and (421), the motors (571), (581), (591), and (421) are energized at zero rotation steps for a certain period of time after the operation of the environment adjustment device (6) is stopped. Then, the temperature of the motors (571), (581), (591), and (421) is maintained at a temperature at which dew condensation does not occur (for example, 37 ° C.).
[0062]
FIG. 27 shows the procedure of the motor energization control. First, in step S41, it is determined whether or not the environment adjustment device has been turned off. If the determination is yes, the motors (571), (581), (591), and (591) are rotated in step S42 with the number of rotation steps being zero. At 421), energization is started. Then, the timer t2 is initialized in step S43, and the measurement of the elapsed time t2 is started in step S44.
Subsequently, in step S45, it is determined whether or not the elapsed time t2 has exceeded a predetermined time T '. If the determination is no, the time measurement in step S44 is continued. Thereafter, when the elapsed time t2 exceeds the predetermined time T 'and the result of the determination in step S45 is YES, the process proceeds to step S46, and the energization of the motor is stopped.
[0063]
According to the motor energization control, when the operation of the environment adjustment device (6) is stopped, for example, when the stacker (3) is replaced, the temperature in the chamber (11) drops sharply, and the temperature in the chamber (11) decreases. However, since the motors (571), (581), (591), and (421) are maintained at a high temperature by energization for a certain period of time after the operation of the environment adjustment device (6) is stopped, the ambient temperature may be reduced. Also, no dew condensation occurs in the motor units (57), (58), (59), and (42).
By opening the door (12) of the chamber (11) for replacement of the stacker (3) or maintenance of the microplate transfer device (5), the humidity in the chamber (11) is reduced to the humidity of the outside air. After that, no dew condensation occurs in the motor units (57), (58), (59), and (42), so that the power supply to the motors (571), (581), (591), and (421) is controlled by the environment. The operation may be continued for a certain period of time after the operation of the adjusting device (6) is stopped.
[0064]
Stacker and microplate management system Further, in the incubator (1) of the present invention, as shown in FIG. 28, a bar code (33) for identifying the stacker (3) is provided on the side of each stacker (3). When the stacker (3) is installed on the base (21) of the incubator (1), the barcode (33) of the stacker (3) is read by a barcode reader (19), The type of the stacker (3) is recognized, and the type of the stacker (3) and the position on the base (21) are registered as a stacker management table in the table storage unit (183) of the drive control device (18).
[0065]
FIG. 29 shows a procedure for updating the stacker management table. First, the user determines whether or not to set up a new stacker in step S21. By (19), the barcode of the stacker to be newly installed is read. In response, the transport mechanism controller (182) of the drive controller (18) decodes the read barcode in step S23, and stores the stacker management table in the table storage (183) based on the result. Update.
[0066]
As shown in FIG. 30, a bar code (34) for identifying the micro plate (31) is provided on the side surface of each micro plate (31), and the micro plate insertion port ( By reading the barcode (34) of the microplate (31) passing through 13) with the barcode reader (15), the identification number of the microplate (31) is recognized, and the identification number of the microplate (31) is recognized. The date and time of loading, the stacker position to be stored, and the like are registered as a microplate management table in the table storage unit (183) of the drive control device (18).
[0067]
FIG. 31 shows a procedure for updating the microplate management table. The transport mechanism control unit (182) of the drive control unit (18) first checks in step S31 whether the microplate passes through the microplate insertion port. If the answer is YES, the barcode of the microplate is read by the barcode reader (15) in step S32, and the read barcode is decoded in step S33. The microplate management table in the table storage unit (183) is updated based on the result.
[0068]
The transport mechanism control unit (182) of the drive control unit (18) controls the operation of the microplate transport device (5) based on the updated stacker management table and microplate management table.
For example, when a new microplate (31) is to be installed in the incubator (1), an appropriate stacker (3) is selected according to the thickness of the microplate (31), and the stacker (3) is selected. The microplate (31) is conveyed toward the empty microplate housing part. When a specific microplate (31) in the incubator (1) is to be ejected, the position of the microplate housing part where the microplate (31) is installed is recognized, and the transport table is moved toward that position. (50) is moved.
[0069]
As described above, according to the incubator (1) according to the present invention, the transfer of the microplate (31) can be performed automatically, and a large number of microplates (31) can be accommodated in the chamber (11). It is, of course, possible to maintain uniform environmental conditions inside the chamber (11).
[0070]
In the incubator (1) according to the present invention, all the motors (571), (581), (591), and (421) constituting the drive mechanism of the incubator unit (2) are housed in the chamber (11). Therefore, compared to a configuration in which these motors are provided outside the chamber (11), the configuration of the chamber (11) can be simplified and the airtightness of the chamber (11) can be kept high. Of course, since the chamber (11) and the incubator unit (2) are configured independently, for example, the microplate transport device (5) can be easily taken out of the chamber (11) without disassembly for maintenance. As a result, work efficiency can be improved, and high versatility can be obtained in the configuration of the incubator unit (2).
[0071]
Further, in the incubator (1) according to the present invention, since the camera (7) for photographing the sample on the microplate (31) is provided in the chamber (11), the microplate (31) is not used. Observation and analysis of the sample is possible without taking it out of the chamber (11).
Therefore, the environmental conditions in the chamber (11) can be kept constant, and the efficiency of the analysis operation can be improved.
[0072]
The configuration of each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims. For example, the microplate loading mechanism (4) can be installed not only on the side of the chamber (11) but also, for example, on the back of the chamber (11).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an incubator according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a state where a stacker is pulled out from a chamber.
FIG. 3 is a perspective view of a chamber.
FIG. 4 is a perspective view of an incubator unit. FIG. 5 is a perspective view showing two types of microplates having different heights and two types of stackers having different numbers of stages.
FIG. 6 is a perspective view of a microplate transport device.
FIG. 7 is a side view of the microplate transport device.
FIG. 8 is a plan view showing positions of three motors provided in the microplate transport device.
FIG. 9 is a side view of the X-axis transport unit.
FIG. 10 is a perspective view illustrating an operation of an X-axis transport unit.
FIG. 11 is a perspective view illustrating a power transmission path of a Y-axis transport unit, a Z-axis transport unit, and an X-axis transport unit.
FIG. 12 is a perspective view of a microplate loading mechanism.
FIG. 13 is a side view of the microplate loading mechanism.
FIG. 14 is a perspective view illustrating the operation of the microplate loading mechanism.
FIG. 15 is an exploded perspective view of a Y-axis motor unit.
FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration in which a camera is provided in a chamber.
FIG. 17 is a diagram showing a control block of the incubator according to the present invention.
FIG. 18 is a front view showing the operation direction of the microplate transport device in the incubator according to the present invention.
FIG. 19 is a side view of the same.
FIG. 20 is a front view illustrating the flow of gas blown out from a blowout port.
FIG. 21 is a side view of the same.
FIG. 22 is a flowchart showing a sample analysis procedure of the incubator according to the present invention.
FIG. 23 is a diagram illustrating a driving direction of a camera by a camera driving mechanism.
FIG. 24 is a diagram illustrating a process of image processing.
FIG. 25 is a flowchart showing a procedure for promoting the circulation of air in the chamber.
FIG. 26 is a side view showing a series of operations of the microplate transfer device for promoting circulation of air in the chamber.
FIG. 27 is a flowchart showing a procedure of energization control for preventing dew condensation on the motor.
FIG. 28 is a diagram illustrating stacker management based on a barcode attached to the stacker.
FIG. 29 is a flowchart illustrating a procedure for updating a stacker management table.
FIG. 30 is a diagram illustrating management of a microplate based on a barcode attached to the microplate.
FIG. 31 is a flowchart showing a procedure for updating a microplate management table.
FIG. 32 is a perspective view of a conventional incubator.
[Explanation of symbols]
(1) Incubator (11) Chamber (10) Opening (12) Door (13) Microplate slot (14) Shutter mechanism (15) Barcode reader (16) Air curtain mechanism (2) Incubator unit (22) Drawer Table (23) Stacker holder (3) Stacker (31) Microplate (4) Microplate loading mechanism (41) Reciprocating transport unit (42) Loading motor unit (5) Microplate transport device (50) Transport table (54) X-axis transport unit (55) Y-axis transport unit (56) Z-axis transport unit (57) X-axis motor unit (571) X-axis motor (572) Motor case (58) Y-axis motor unit (581) Y-axis motor ( 582) Motor case (59) Z-axis motor unit (591) Z-axis motor (592 Motor case (6) environmental conditioning unit (62) outlet (7) a camera (71) camera drive mechanism (72) analyzer

Claims

In the incubator for culturing the sample on the microplate (31) inside the chamber (11) in which the environmental condition is adjusted by the environment adjusting device (6), a plurality of microplate accommodating parts are provided in the chamber (11). And a microplate transfer device (5) for transferring the microplate (31) in the chamber (11) is provided, and a power source of the microplate transfer device (5) is provided. The incubator is arranged inside the chamber (11) integrally with the main body of the microplate transfer device (5).

A motor serving as a power source of the microplate transport device (5) is housed in a motor case whose inside is sealed, and has an air introduction hose (588) for introducing air into the motor case; The incubator according to claim 1, wherein the incubator is connected to an air discharge hose (589) for discharging air in the motor case, and the air circulates inside the motor case.

A motor serving as a power source of the microplate transport device (5) is connected to a drive control device (18) to receive a drive current and a rotation speed control signal, and the drive control device (18) In a state where the transfer operation of (31) is stopped, a control signal and a drive current of zero rotation speed are supplied to the motor of the microplate transfer device (5) in a timely manner, and the motor is heated to a temperature at which no dew condensation occurs. The incubator according to claim 1 or 2, which is maintained.

The incubator according to claim 3, wherein the drive control device (18) supplies a control signal of zero rotation speed and a drive current to the motor for a certain period after the operation of the environment adjustment device (6) is stopped.