JP2009058931A - マニピュレータ及びマニピュレータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】キャピラリの交換を容易に行うことができ、ピペットを容易に安定した位置にセッティング可能なマニピュレータ及びマニピュレータシステムを提供する。
【解決手段】このマニピュレータは、キャピラリを着脱可能にピペット先端側に取り付けて移動させ操作するものであって、ピペットを保持する保持手段２５，２６と、保持手段をマニピュレータ側に連結する連結手段２２，２７と、保持手段をマニピュレータによる移動とは別に移動可能にする手段２２，２２ａ，２２ｂと、マニピュレータによる移動とは別の移動のときに保持手段を所定方向に案内する案内手段２３，２４，２２ａ，２２ｂと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、細胞等の微小な対象物を扱うキャピラリを移動させて微小な対象物を操作するマニピュレータ及びマニピュレータシステムに関する。

バイオテクノロジ分野において顕微鏡観察下で卵細胞に核や精子を注入するなどのように細胞等の微小な対象物に操作を行うマイクロマニピュレータが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。特許文献１に開示のマイクロマニピュレータ１０００は、図４に示すように、ホルダブロック１３００と、移動テーブル１４００と、移動ステージ１６００と、ステッピングモータ１７００と、を有する。細胞等の微小な対象物を操作するピペット１１００がピペットホルダ１２００に装着されている。クランプ板１８００がホルダブロック１３００にボルト１８１０により着脱自在に取り付けられ、ホルダブロック１３００とクランプ板１８００との間にピペットホルダ１２００が挟持されることで、ピペット１１００がピペットホルダ１２００を介しホルダブロック１３００に固定状態で保持される。ピペット１１００の先端側には例えばガラスキャピラリ１１１０が取り付け固定されている。

ホルダブロック１３００は移動テーブル１４００にボルト１３１０により固定して取り付けられる。移動テーブル１４００は、移動ステージ１６００に設けられたガイドレール１９００に沿って直線移動可能である。移動ステージ１６００にはステッピングモータ１７００が取り付けられ、ステッピングモータ１７００の駆動力が図示しないネジ機構等を介して移動テーブル１４００へ伝達される。これにより、移動テーブル１４００は、ガイドレール１９００に沿って直線移動されてホルダブロック１３００を移動させ、このホルダブロック１３００及びピペットホルダ１２００を介して、ピペット１１００を所望位置まで直線移動させる。

また、非特許文献１には、油圧駆動の３次元マニピュレータに手動で大きなストロークを有するステージが装着され、そのストロークを使用してマニピュレータのセット位置を調整することが開示されている。
特開２００４−３２５８３６号公報 株式会社ナリシゲのマニピュレータカタログ

ところが、上述の従来技術によれば、ピペット１１００を取付けるホルダブロック１３００に移動の自由度がなく、ガラスキャピラリ１１１０を交換するときに、マニピュレータ１０００自体を大きく移動したり、ボルト１８１０を緩めクランプ板１８００の挟持を解除してピペット１１００をホルダブロック１３００から外す必要があった。このように、ガラスキャピラリ１１１０の交換の度にピペット１１００を外し、再度セッティングしなければならず、また、その際にピペット１１００を常に安定した位置に繰り返しセッティングすることは困難であるため、面倒で非効率的な作業となっていた。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、キャピラリの交換を容易に行うことができ、ピペットを容易に安定した位置にセッティング可能なマニピュレータ及びマニピュレータシステムを提供することを第１の目的とする。

上述のような液圧（空圧）の圧力調整で駆動するマニピュレータの多くには、圧力調整で駆動するマニピュレータ以外に手動で粗動が可能なアクチュエータが装着されており、使用者は操作する前に、この手動アクチュエータを駆動し、ガラスキャピラリを最適位置にセットする作業が必要になる。このとき、ガラスキャピラリの先端は細く、折損の可能性があるため、慎重な作業となり、さらに、ガラスキャピラリの先端位置を目視し、接眼レンズで確認しながら調整する必要があり、面倒な作業であった。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、マニピュレータにキャピラリを最適位置にセットする際の作業を容易にできるマニピュレータシステムを提供する。

上記第１の目的を達成するために、本実施形態のマニピュレータは、キャピラリを着脱可能にピペット先端側に取り付けて移動させ操作するマニピュレータであって、前記ピペットを保持する保持手段と、前記保持手段をマニピュレータ側に連結する連結手段と、前記保持手段を前記マニピュレータによる移動とは別に移動可能にする手段と、前記マニピュレータによる移動とは別の移動のときに前記保持手段を所定方向に案内する案内手段と、を備えることを特徴とする。

このマニピュレータによれば、マニピュレータによる移動とは別の移動のときにピペットの保持手段を所定方向に案内手段により案内することができるので、例えば、キャピラリの交換のとき、キャピラリとピペットを交換し易い位置まで移動でき、キャピラリの交換が容易となる。また、案内手段によりピペットを所定位置まで移動させることができるので、ピペットを容易に安定した位置にセッティングすることができる。

上記マニピュレータにおいて、前記連結手段は、前記マニピュレータ側に着脱可能に固定された案内部材と、前記案内部材を前記保持手段側に連結する連結部材と、を有し、前記案内手段は、前記案内部材に設けられた案内溝と、前記案内部材を前記マニピュレータ側に緩めることが可能に固定する固定部材と、を有し、前記固定部材による固定を緩めることで、前記保持手段を前記案内部材とともに前記案内溝に沿って前記マニピュレータ側に対してスライド可能にするように構成することが好ましい。

この場合、前記案内溝を前記案内部材に少なくとも２つ設置し、前記各案内溝の延びる方向が前記保持手段を移動させる所定方向とほぼ一致するように構成することが好ましい。これによりピペットの保持手段を安定して所定方向に移動させることができる。

また、前記案内溝の一端部で前記固定部材により前記案内部材を前記マニピュレータ側に固定することで、ピペットの保持手段を所定位置に確実に固定することができる。

また、前記案内溝の一方が他端部側に円弧状溝を有し、その円弧状溝に沿って前記案内部材が回動可能であることで、ピペット先端のキャピラリの方向を変えることができ、例えば上向きにすることができる。

また、前記保持手段を移動させる所定方向は、前記キャピラリによる操作を行う位置から遠ざかる方向であることで、キャピラリの交換が容易になる。

本実施形態のマニピュレータシステムは、上述のマニピュレータ一対と、前記キャピラリによる操作及び操作対象物を観察する顕微鏡と、前記顕微鏡の視野を照射する光源と、を備え、前記キャピラリの交換のとき前記ピペットの保持手段を所定方向に案内して移動可能であることを特徴とする。

このマニピュレータシステムによれば、キャピラリの交換のとき、キャピラリとピペットを交換し易い位置まで移動でき、キャピラリの交換が容易となる。また、案内手段によりピペットを所定位置まで移動させることができるので、ピペットを容易に安定した位置にセッティングすることができる。

上記第２の目的を達成するために、本実施形態のマニピュレータシステムは、微小対象物に対する操作を行うキャピラリが着脱可能でありかつ電動駆動可能な３軸マニピュレータと、前記キャピラリの着脱のために前記マニピュレータを原点位置に復帰させる際に予め設定されたオフセット移動量分移動させるオフセット移動手段と、を備えることを特徴とする。

このマニピュレータシステムによれば、マニピュレータを原点位置に復帰させる際に予め設定されたオフセット移動量分移動させ、その移動後、マニピュレータにキャピラリを取り付けてから、マニピュレータをオフセット移動量分移動させて戻すことで、キャピラリを最適位置に容易にセットできる。これにより、キャピラリを最適位置にセットする際の作業が容易となる。

上記マニピュレータシステムにおいて前記マニピュレータは、前記キャピラリをその軸方向に駆動可能なアクチュエータを備え、前記アクチュエータが前記キャピラリを前記オフセット移動量分移動させるようにできる。

上記第２の目的を達成するために、本実施形態のもう１つのマニピュレータシステムは、微小対象物に対する操作を行うキャピラリが着脱可能でありかつ電動駆動可能な３軸マニピュレータと、前記マニピュレータの各軸方向の位置を検出するように配置された位置センサと、前記キャピラリの着脱のために前記位置センサが所定位置を検出するまで前記マニピュレータを移動させる手段と、を備え、前記所定位置から前記マニピュレータを移動させて前記キャピラリを所定位置にセットすることを特徴とする。

このマニピュレータシステムによれば、位置センサが所定位置を検出するまでマニピュレータを移動させてマニピュレータにキャピラリを取り付け、その後、所定位置からマニピュレータを移動させてキャピラリを最適位置にセットできる。これにより、キャピラリを最適位置にセットする際の作業が容易となる。

上記マニピュレータシステムにおいて前記マニピュレータが前記キャピラリをその軸方向に駆動可能なアクチュエータを備え、前記アクチュエータが前記キャピラリを所定位置にセットするように移動させることができる。

本発明のマニピュレータ及びマニピュレータシステムによれば、キャピラリの交換を容易に行うことができ、ピペットを容易に安定した位置にセッティング可能である。

また、本発明のマニピュレータシステムによれば、マニピュレータにキャピラリを最適位置にセットする際の作業を容易にできる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。

〈第１の実施形態〉
図１は第１の実施形態によるマニピュレータシステムの要部を示す斜視図である。図２は図１のマニピュレータの要部を概略的に示す斜視図である。図３は図１のピペットとキャピラリのガラス板上での位置関係を概略的に示す図である。

図１に示すマニピュレータシステム１０は、ガラス板１８上で溶液中の卵子等の細胞などに核や精子や試薬などを注入するためのインジェクションキャピラリ１１を操作する第１マニピュレータ２０と、ガラス板１８上で溶液中の卵子等の細胞などを吸引等により保持するためのホールディングキャピラリ１３を操作する第２マニピュレータ３０と、を備える。

マニピュレータ２０，３０は、それぞれブロック部２１，３１を備え、ブロック部２１，３１の主平面２１ａ，３１ａに取り付けられた各キャピラリ１１，１３が図１，図２のｘｙｚの３軸方向に移動可能に構成されている。

インジェクションキャピラリ１１及びホールディングキャピラリ１３は、それぞれガラスからなり、各ピペットに着脱可能に連結されている。各ピペットは、円筒状のピペットホルダ１２，１４内に保持されており、各ピペットホルダ１２，１４がマニピュレータ２０，３０に連結されている。

マニピュレータシステム１０は、さらに、ガラス板１８の上方に配置された顕微鏡１７と、ガラス板１８の上方に配置され顕微鏡１７の視野を照射する光源部１９と、を備える。光源部１９からの光がインジェクションキャピラリ１１及びホールディングキャピラリ１３の先端及びガラス板１８上の溶液ドロップＤ（図３）を照射し、顕微鏡１７でキャピラリ１１，１３の先端及び細胞等の操作対象物を観察可能になっている。

マニピュレータ２０，３０は、光源部１９を挟んで互いに対向するようにガラス板１８の上方であってその左右に配置されており、キャピラリ１１，１３とピペットホルダ１２，１４は、それぞれガラス板１８に向けて斜め方向下向きに延びている。

次に、図１の第１及び第２マニピュレータ２０，３０について図１，図２を参照して説明する。なお、マニピュレータ２０，３０はほぼ同一の構造であるので、マニピュレータ２０を例にして説明する。

図２のように、マニピュレータ２０は、ボルト２２ａ，２２ｂによりブロック部２１の主平面２１ａに取り付け固定されるとともに案内溝２３，２４を有する板状の案内部材２２と、円筒状のピペットホルダ１２を間に挟んでボルト２６ａで固定されて一体になって保持する板状の保持部材２５，２６と、保持部材２５と案内部材２２との間に配置されて保持部材２５と案内部材２２とを連結する棒状の連結部材２７と、を備える。

なお、連結部材２７は、保持部材２５及び案内部材２２に対して着脱自在に構成されているが、図２ではその構成の図示を省略している。

案内部材２２は、案内溝２３，２４が板厚方向に貫通しており、ボルト２２ａ，２２ｂを案内溝２３，２４を通してブロック部２１側にねじ込むことで固定されている。また、ボルト２２ａ，２２ｂを緩めることで、案内部材２２は、ブロック部２１に固定されたガイド部２１ｂにほぼ沿ってスライド方向Ｓ、Ｓ’（ピペットホルダ１２が延びる方向）にブロック部２１に対しスライド可能になっている。

案内部材２２の案内溝２３は、図２のように、スライド方向Ｓ、Ｓ’に延びた直線状溝部２３ａと、直線状溝部２３ａの図の右端側に設けられた円弧状溝部２３ｂとを有する。案内溝２４は、直線状溝部２３ａとほぼ平行な直線状溝部からなる。

ピペットホルダ１２は、案内部材２２がボルト２２ａ，２２ｂでブロック部２１に固定された状態で、保持部材２５，２６と連結部材２７とを介してブロック部２１に連結され、ブロック部２１の主平面２１ａにおけるｘｙｚの３軸方向への移動に連動して移動可能になっている。このときの案内部材２２の位置は、図１のように、案内溝２３の図２の左端２３ｃ（円弧状溝部２３ｂの反対側）でボルト２２ａにより固定される位置である。なお、このとき、図１には示されていないが、図２のボルト２２ｂが案内溝２４の図の左端に位置している。

案内部材２２を、図１の位置で、ボルト２２ａ，２２ｂを緩めてから、スライド方向Ｓにブロック部２１に対しスライドさせると、案内部材２２は案内溝２３，２４でボルト２２ａ、２２ｂにガイドされながらスライド方向Ｓにほぼ直線的に移動し、ピペットホルダ１２がインジェクションキャピラリ１１とともにガラス板１８から離れるように斜めにほぼ直線的に移動する。このとき、案内部材２２は、その下方端部２２ｃがガイド部２１ｂに沿ってガイドされることで、安定してスライドさせることができる。

そして、図２のようにボルト２２ｂが案内溝２４の図の右端に位置した状態で、案内部材２２を回動方向ｒに回動させると、案内部材２２は、ボルト２２ｂを中心として、円弧状溝部２３ｂに沿ってボルト２２ａにガイドされながら回動方向ｒに回動する。これにより、ピペットホルダ１２がインジェクションキャピラリ１１とともに図２の回動方向ｒに回動する。

次に、図１，図２のマニピュレータシステム１０の動作を説明する。図３のように、光源部１９から光を照射して顕微鏡１７で観察しながら、マニピュレータ２０，３０を操作し、ガラス板１８の表面１８ａ上の溶液ドロップＤに対しキャピラリ１１，１３を進入させて、例えば、ホールディングキャピラリ１３でドロップＤ内の細胞を保持しながら、インジェクションキャピラリ１１で細胞に核や精子や試薬等を注入する。

上述のような操作のとき、案内部材２２は図１の位置でボルト２２ａ，２２ｂによりブロック部２１の主平面２１ａに固定されており、主平面２１ａ側の微小な動きが、案内部材２２、連結部材２７，保持部材２５，２６，ピペットホルダ１２，ピペット等を介してキャピラリ１１に伝達し、キャピラリ１１を３軸方向に微小に移動させることができる。なお、マニピュレータ３０においても同様である。

次に、所定の作業終了後に、キャピラリ１１を交換する際には、図１，図２のボルト２２ａ、２２ｂを緩め、案内部材２２を手動でスライド方向Ｓにスライドさせると、このスライドに連動してキャピラリ１１がピペットホルダ１２とともに図３の斜め方向Ｔに移動し、例えば、図３の破線の位置まで移動する。これにより、ピペットに取付けているキャピラリ１１が図１の光源部１９の下側領域から外れ、キャピラリ１１の交換等の作業が可能な状態になる。

次に、案内部材２２を図２の位置で回動方向ｒに回動させると、この回動に連動してキャピラリ１１がピペットホルダ１２とともに図３の回動方向Ｒに回動し、図３の一点鎖線の位置まで移動し、上向きになる。これにより、ピペットは作業状態時の設置位置から光源部１９の傾域の外に移動することができ、キャピラリ１１の交換がさらにし易くなる。なお、キャピラリ１１の交換のときには、ボルト２２ａ、２２ｂを締めて案内部材２２を固定してから行うようにしてもよい。

以上のようにして、キャピラリ１１をガラス板１８の表面１８ａから離し、光源部１９の下側領域から外すことができ、キャピラリ１１の図３の破線の位置や一点鎖線の位置で、ピペットホルダ１２を保持部材２５，２６により挟持した状態で容易にキャピラリ１１を交換することができる。このようにして、常時、安定した交換作業が可能となる。なお、マニピュレータ３０においても同様にして図３の方向Ｔ’に移動させて容易にキャピラリ１３を交換できる。

また、キャピラリ１１の交換後、案内部材２２を図２のスライド方向Ｓ’にスライドさせ、ボルト２２ａが案内溝２３の端部２３ｃに、ボルト２２ｂが案内溝２４の端部に、それぞれ当接させ、図１の位置でボルト２２ａ、２２ｂにより案内部材２２をブロック部２１側に固定することで、通常の作業可能な状態になる。これにより、キャピラリ１１を交換しても、常に繰返し安定した位置にピペット及びキャピラリ１１をセッティングすることが可能となる。

また、キャピラリの交換は、ボルト２６ａを緩めて保持部材２５，２６からピペットホルダ１２を取り外すこと、または、保持部材２５，２６をブロック部２１から取り外すことが、いずれも不要になり作業の効率化が可能になる。

また、案内部材２２を回動させて図３の一点鎖線のように、ピペットホルダ１２を上向きの状態にしてキャピラリ１１の交換作業をすることで、キャピラリ１１の再装着後、キャピラリ１１内に試薬等を入れる際に圧力調整を行うとき、キャピラリ１１が操作者の方に向いていないため、作業の誤り等のためキャピラリ１１が圧力により飛び出した場合でも安全を確保することができる。

図４のような従来のマニピュレータによれば、ピペットを取付ける部品に移動させる自由度がなく、ピペットとキャピラリをセッティングする際、マニピュレータを大きく移動したり、ピペットを保持部材から外す必要があったのに対し、本実施形態によれば、ブロック部２１に対する案内部材２２の固定を緩めることで、ピペットを保持する保持部材２５，２６に移動の自由度を付加することができ、案内部材２２の案内溝２３，２４でキャピラリを交換し易い位置まで安定して移動させることができ、キャピラリ交換のため保持部材２５，２６からピペットを取り外す（または保持部材２５，２６をブロック部２１から取り外す）必要がなく、また、キャピラリの交換後に、ピペットとキャピラリを元の位置に安定してセッテングできる。

以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、図２では、案内部材に案内要素として案内溝を設置し、手動でスライドさせる案内機構としたが、例えば、リニアガイド（クロスローラガイド）、ボールねじ、モータを組み合わせた機構を設置し自動的に駆動するようにしてもよく、さらに、リニアガイド（クロスローラガイド）とリニアモータの組み合わせでもよい。

〈第２の実施形態〉
図５は第２の実施形態によるマニピュレータシステムの概略的構成を示す斜視図である。図６は図５のインジェクション用電動３軸マニピュレータの概略的構成を示す斜視図である。

図５に示すように、本実施形態によるマニピュレータシステム５００は、ホールディング用の電動３軸（ＸＹＺ）マニピュレータ１４０と、インジェクション用の電動３軸（ＸＹＺ）マニピュレータ１６０と、倒立顕微鏡１２０と、電動の試料ステージ１１０と、を備え、各電動３軸マニピュレータ１４０，１６０は倒立顕微鏡１２０と一体になるように取り付けられている。なお、電動３軸マニピュレータ１４０，１６０は、試料ステージ１１０と一体構造となるように取り付けてもよく、これにより外部からの振動等の影響が受け難くなる。

インジェクション用の電動３軸マニピュレータ１６０には、電動で圧力調整可能なインジェクタ３４０を設置軸方向に往復運動するようにモータ駆動及び圧電素子駆動が可能なナット回転型アクチュエータ１７０が取り付けられている。ホールディング用の電動３軸マニピュレータ１４０にも同様のナット回転型アクチュエータ１９１が取り付けられている。

倒立顕微鏡１２０は電動焦点合わせアクチュエータ、対物レンズを切り替えるレボルバ部及び観察対象物への光照射のための光源を有する。

また、各電動３軸マニピュレータ１４０，１６０の設置時の安定性を向上するため、各電動３軸マニピュレータ１４０，１６０を重力方向に支持するための脚１４９，１６９を設置している。各脚１４９，１６９は、図５では各電動３軸マニピュレータ１４０，１６０に対しそれぞれ１箇所しか配置していないが、複数でもよい。

図６のように、電動３軸マニピュレータ１６０は、３つの１軸アクチュエータ１６１，１６２，１６３を３軸（ＸＹＺ）方向に組み合わせて構成されている。各１軸アクチュエータ１６１〜１６３は、ステッピングモータとカップリングとＢＳ（ボールねじ）と案内要素とスライダとから構成され、オーバーストロークを防止するために駆動軸方向の両端にリミットスイッチ（図１６参照）が設置されている。また、各１軸アクチュエータ１６１〜１６３のステッピングモータの励磁を切ることにより、各１軸アクチュエータ１６１〜１６３の各手動ノブ１６１ａ，１６２ａ，１６３ａによりマニピュレータ１６０を各軸方向に手動操作することも可能な構成となっている。電動３軸マニピュレータ１４０も同様に構成されている。

１軸アクチュエータ１６３をＺ軸方向の駆動用とし、そのＺ軸スライダ１６３ｂ上にはθステージ１６４が配置され、さらにθステージ１６４上にはナット回転型アクチュエータ１７０が配置されている。θステージ１６４は、ナット回転型アクチュエータ１７０の設置角度を調整するためのものであり、手動タイプであるが、電動タイプに構成してもよい。θステージ１６４の設置角度は、インジェクタ３４０に装着されるガラス製のインジェクションキャピラリ３４１の折れ曲がり角度またはインジェクション角度と一致するよう設定される。

次に、図５，図６のナット回転型アクチュエータ１７０について図７，図８を参照して説明する。図７は図６のナット回転型アクチュエータ１７０をθステージ１６４の平面と平行な方向に切断してみた断面図である。図８は図６，図７のナット回転型アクチュエータ１７０の斜視図である。

図７，図８に示すように、ナット回転型アクチュエータ１７０は、圧電アクチュエータとしての本体を構成するハウジング４８０を備えており、ほぼ筒状に形成されたハウジング４８０内には、ピペット状のインジェクタ３４０を駆動対象として、外周側にねじ部を有するねじ軸５２０と、ねじ軸５２０を囲む中空状の回転軸５４０が挿通されている。ハウジング４８０はその底部がベース５６０に固定されており、微動機構、ナノポジショナとして構成されている。

ねじ軸５２０の先端側には、治具５８０を介してピペット状のインジェクタ３４０の根元側が連結されており、ねじ軸５２０の中程には、ねじ軸５２０外周のねじ部とねじ結合されるねじ要素としてのボールねじナット（ＢＳナット）６００が装着され、治具５８０とねじ軸５２０との間にはスライダ６２０が連結されている。スライダ６２０はベース５６０とほぼ直交する方向に配置され、切り欠き６４０を間にしてリニアガイド６６０に連結されている。リニアガイド６６０はベース５６０底部側に配置され、ベアリング６８０を介して、ねじ軸５２０の軸方向に沿って移動自在にベース５６０に連結されている。

すなわち、リニアガイド６６０は、ねじ軸５２０の軸方向の移動に合わせて、ねじ軸５２０の先端側を支持したスライダ６２０を、ベース５６０に沿って往復動させるようになっている。この際、ねじ軸５２０のうちボールねじナット６００よりもインジェクタ３４０側の部位が、スライダ６２０を介してリニアガイド６６０でスライド自在に支持されるので、ねじ軸５２０の直線運動をインジェクタ３４０へ伝達することができる。

ボールねじナット６００は、回転軸５４０の軸方向一端側（先端側）の段部５４０ａに固定されているとともに、ねじ軸５２０外周のねじ部とねじ結合され、ねじ軸５２０がその軸方向に沿って往復動（直線運動）するのを自在に支持するようになっている。すなわち、ボールねじナット６００は、回転軸５４０の回転運動をねじ軸５２０の直線運動に変換するための要素として構成されている。

回転軸５４０の軸方向他端側は、中空モータ７００内の回転部に連結している。中空モータ７００のハウジング７４０は、その底部側がベース５６０に弾性体としてのゴムワッシャ７６０を介してボルト７８０が固定されている。中空モータ７００が駆動されると回転軸５４０が回転し、回転軸５４０の回転運動がボールねじナット６００を介してねじ軸５２０に伝達され、ねじ軸５２０がその軸方向に沿って直線運動するようになっている。

一方、回転軸５４０の段部５４０ａに隣接して、軸受８００、８２０が内輪間座８４０を間にして収納されている。軸受８００、８２０は、それぞれ内輪８００ａ、８２０ａと、外輪８００ｂ、８２０ｂと、内輪と外輪間に挿入されたボール８００ｃ、８２０ｃを備え、各内輪８００ａ、８２０ａが回転軸５４０の外周面に嵌合され、各外輪８００ｂ、８２０ｂがハウジング４８０の内周面に嵌合され、回転軸５４０を回転自在に支持するようになっている。軸受８００、８２０は、内輪間座８４０を間にし、回転軸５４０にロックナット８６０により固定されている。軸受８００は、ハウジング４８０内の段部５４０ａと円環状のスペーサ９００と当接することにより、回転軸５４０の軸方向への移動が規制されるようになっている。軸受８２０の外輪８２０ｂとハウジング４８０の蓋８８０との間に、円環状の圧電素子９２０と円環状のスペーサ９００が圧入されている。

また、各軸受８００、８２０、圧電素子９２０には、スペーサ９００の長さを調節し、蓋８８０を閉めることにより、予圧が付与される。具体的には、スペーサ９００の長さを調整し、蓋８８０を閉めると、その位置に応じた締結力が軸受８２０と軸受８００の外輪８２０ｂ、８００ｂに、軸方向に沿った押圧力として予圧が付与されるとともに、同時に圧電素子９２０にも予圧が付与される。これにより、軸受８００、８２０および圧電素子９２０に所定の予圧が付与され、軸受８００、８２０の外輪間に軸方向間の距離としての間隙９４０が形成される。

圧電素子９２０は、リード線（図示せず）を介してコントローラとしてのパソコン（ＰＣ）４３０（図１０参照）に接続されており、パソコン４３０からの電圧に応じて回転軸５４０の長手方向（軸方向）に沿って伸縮する圧電アクチュエータの一要素として構成されている。すなわち、圧電素子９２０は、パソコン４３０からの印加電圧に応答して、回転軸５４０の軸方向に沿って伸縮し、回転軸５４０をその軸方向に沿って微動させるようになっている。回転軸５４０が軸方向に沿って微動すると、この微動がねじ軸５２０を介してインジェクタ３４０に伝達され、インジェクタ３４０の位置が微調整されることになる。

上述のように、ナット回転型アクチュエータ１７０は、中空モータ７００によりボールねじナット６００の回転運動をねじ軸５２０の直線運動に変換しねじ軸５２０を直動するが、ねじ軸５２０取り付けられたインジェクタ３４０は、中空モータ７００の駆動時にリニアガイド６６０により回転せず、回り止めの機能を有している。このため、中空モータ７００の駆動によりインジェクタ３４０が直線往復運動できる。

図７，図８のナット回転型アクチュエータ１７０は、中空モータ７００を駆動することで、インジェクタ３４０を駆動し顕微鏡視野中心部ヘセットし、また、顕微鏡視野中心部から退避する機能を有し、圧電素子９２０を駆動することで、インジェクタ３４０の先端に取り付けたガラスキャピラリ３４１（図６）による細胞（卵）に対する穿孔動作をアシストすることができる。

次に、図５の試料ステージ１１０について図９を参照して説明する。図９は、図５の試料ステージ１１０を示す斜視図である。図９のように、試料ステージ１１０は、２つの１軸アクチュエータ１１１，１１２が２軸方向に配置され、試料台１１３を２軸方向に移動させるように構成され、図５の倒立顕微鏡１２０に取り付けられている。試料ステージ１１０を駆動する各アクチュエータ１１１，１１２の各モータの軸端には手動ノブ１１１ａ，１１２ａがそれぞれ取り付けられており、各モータの励磁を切ることにより手動操作も可能となっている。

次に、図５のマニピュレータシステム５００を制御するコントローラとしてのパソコンについて図１０を参照して説明する。図１０は、図５〜図９のマニピュレータシステム５００についてのパソコンによる制御系を説明するための要部ブロック図である。

図１０のパソコン（パーソナルコンピュータ）４３０は、各種制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４３１と、記憶装置に格納されておりマニピュレータシステム５００の使用時に読み出されるプログラム４３２と、液晶パネルやＣＲＴ等からなる表示部４３３と、ハードディスクや光ディスク等の記録媒体に顕微鏡画像等を保存可能な記憶部４３０ａと、を備え、操作者により操作されるジョイスティック４７０及びマウス４７０ａがパソコン４３０への入力手段として接続されている。パソコン４３０は、ＣＰＵ４３１によりプログラム４３２の動作及びジョイスティック４７０やマウス４７０ａの各操作に基づいてマニピュレータシステム５００の各部分を制御する。

すなわち、パソコン４３０は、信号発生器４３８を駆動し、その信号によりピエゾアンプ４３４を介してナット回転型アクチュエータ１７０のピエゾ素子からなる圧電素子９２０を駆動する。また、パソコン４３０は、端子台ボックス４３５を介してナット回転型アクチュエータ１７０と電動３軸マニピュレータ１４０，１６０と試料ステージ１１０と顕微鏡１２０のハンドルを電動で回転させる焦点合わせアクチュエータ４３６とにそれぞれ電気的に接続されており、ナット回転型アクチュエータ１７０の中空モータ７００、電動３軸マニピュレータ１６０の各１軸アクチュエータ１６１〜１６３、試料ステージ１１０の各１軸アクチュエータ１１１，１１２及び焦点合わせアクチュエータ４３６がそれぞれ駆動されるようになっている。また、顕微鏡１２０に関し、対物レンズのレボルバ部や光源の光量調整も電動駆動するようにしてもよい。

また、マニピュレータ１６０には、インジェクタ３４０の圧力調整を行うシリンジモータが含まれ、そのモータが同様に駆動制御されることでシリンジの圧力を調整することができる。また、顕微鏡１２０には撮像素子から構成されたカメラ４３７が配置されており、カメラ４３７により撮像された顕微鏡画像がパソコン４３０の表示部４３３に表示される。

また、ホールディング用のマニピュレータ１４０も同様に駆動されるが、マニピュレータ１４０にはホールディングキャピラリの圧力（陰圧）調整を行うシリンジモータが含まれ、そのモータが同様に駆動制御されることでシリンジの圧力（陰圧）を調整することができる。

次に、図１０のジョイスティックについて図１１を参照して説明する。図１１は、図１０のジョイスティックの例を示す斜視図である。

上述のマニピュレータシステム５００は、少なくとも２つのジョイスティック４７０を使用して操作される。ジョイスティック４７０は、一例として図１１に示すようなハンドル４７９と複数のボタン４７１〜４７７が配置されたものを使用する。

図１１のジョイスティック４７０のハンドル４７９と複数のボタン４７１〜４７７によりマニピュレータシステム５００において次の表１のような操作を実行できるようになっている。ハンドル４７９は、右方向Ｒ、左方向Ｌに傾斜させる（倒す）ことでマニピュレータ１４０，１６０をＸ軸方向、Ｙ軸方向に駆動でき、回転させる（ひねる）ことでＺ軸方向に駆動できる。なお、表１において、４方向のハットスイッチ４７７の「⇔」は、左右方向の２つのスイッチであり、同じく「↓↑」は、上下方向の２つのスイッチである。また、陰圧＋、圧力＋は各シリンジモータによる圧力絶対値の増加、陰圧−、圧力−は圧力絶対値の減少である。微動駆動Ｚ＋、−は、Ｚ軸方向に対する移動量の増加、減少である。

なお、表１のようなハンドル４７９と複数のボタン４７１〜４７７の各操作に対するレイアウトは、操作者が使い易いように適宜変更が可能である。また、細胞操作で圧電素子９２０を駆動する際、複数のパラメータで駆動する必要が生じる可能性があるが、その場合は、同様のボタンを追加等することにより対応できる。

また、使用するジョイスティック４７０は、ハンドル４７９を倒す（傾斜させる）度合いに応じて速度調整し、離すとマニピュレータ１４０，１６０の駆動を停止するタイプでもよいし（速度指令型）、ハンドル４７９を倒した分だけマニピュレータ１４０，１６０を駆動するタイプでもよい（位置制御型）。また、上述のような操作に用いるインターフェイスは、ジョイスティック以外に、例えば、図１０のマウス４７０ａとして複数ボタンが存在する２次元または３次元マウスを使用してもよい。

次に、パソコン４３０の表示部４３３に表示されるコントローラ画面について図１２を参照して説明する。図１２は図１０のパソコン４３０の表示部４３３に表示されるコントローラ画面の一例を示す図である。

パソコン４３０の表示部４３３のコントローラ画面上には、カメラ４３７による顕微鏡画像を少なくとも２画面で表示するようになっており、例えば、図１２のように、顕微鏡画像を第１表示画面４３３ａに標準倍率で、第２表示画面４３３ｂに拡大倍率でそれぞれ表示できるようになっている。図１２の例では、マニピュレータシステム５００で卵Ｄが操作され、ガラス製のホールディングキャピラリ３４２に陰圧で保持された卵Ｄに対しインジェクタ３４０の先端のインジェクションキャピラリ３４１が穿孔動作した状態を第１表示画面４３３ａに標準倍率で表示し、第２表示画面４３３ｂに拡大倍率で表示している。これにより、図１０と同様に低倍率の顕微鏡画像と高倍率の顕微鏡画像とを参照するとき、顕微鏡画像の表示倍率の変更の必要性がなくマニピュレータシステム５００による迅速な操作処理が可能となるとともに、常に標準倍率の画像で顕微鏡下の細胞（卵）等の試料の状態を把握しながら、拡大倍率の画像で微細な操作を行うことができる。

表示部４３３のコントローラ画面には、図１２に示すように、略中央左右に第１，第２表示画面４３３ａ，４３３ｂが配置されるとともに、その下側に動作状態表示パネル４３３ｃが配置され、その上側には、画像操作パネル４３３ｄ，試料ステージ操作パネル４３３ｅ及びマニピュレータ操作パネル４３３ｆが配置されており、マウス４７０ａによりそれぞれ操作が可能になっている。

動作状態表示パネル４３３ｃには、マニピュレータ１４０，１６０の実際のＸＹＺ位置座標等が表示部４３３ｇに表示され、また、ジョイスティック４７０のボタン操作時に、どのボタンを押しているかを認識可能な表示部４３３ｈが配置されており、画像をみながら操作状態を把握することができ、さらに、マニピュレータ１４０，１６０の電動・手動の切り替え部４３３ｉ及び休止ボタン４３３ｊが配置されている。なお、電動・手動の切り替え部は、別途スイッチを顕微鏡の周辺に設置して使用してもよい。

また、画像操作パネル４３３ｄには、第１，第２表示画面４３３ａ，４３３ｂにおける画像の倍率メニュー４３３ｋ及び画像の表示位置メニュー４３３ｍが配置されており、操作者が画像の倍率や表示位置を調整可能となっている。また、顕微鏡画像はコントローラ画面上でのマウス４７０ａによる操作で記憶部４３０ａに保存でき、また、コントローラ画面上のボタンを押すことで、動画保存も可能である。

また、試料ステージ操作パネル４３３ｅには、試料ステージ１１０の駆動パラメータを調整するメニュー４３３ｎに加えて、ＸＹ駆動、原点復帰等操作が可能なボタンが配置されている。試料ステージ１１０は表示画面４３３ａ，４３３ｂ上の顕微鏡画像を見ながらボタン操作により駆動できる。例えば、ボタンを押している間だけ＋Ｘ方向に動かすことができる。

また、マニピュレータ操作パネル４３３ｆには、マニピュレータ１４０，１６０の駆動パラメータを調整するメニュー４３３ｐ，４３３ｓ，４３３ｔがあり、操作者が好みのパラメータに設定して使用することができる。また、マニピュレータ操作パネル４３３ｆには、図６〜図８のナット回転型アクチュエータ１７０を駆動する駆動ボタン４３３ｑが配置されている。この駆動ボタン４３３ｑを押すことで、予め設定したストロークでナット回転型アクチュエータ１７０が駆動し、インジェクタ３４０を顕微鏡中心部ヘセットし、また、キャピラリ３４１の交換等のために退避させることができる。

なお、ナット回転型アクチュエータ１７０及び試料ステージ１１０は、上述のように図１２のコントローラ画面上のボタン操作により行うことができるが、ジョイスティック４７０や別途設置したスイッチ等で行うようにしてもよい。

従来のマニピュレータシステムによれば、顕微鏡設置場所にジョイスティック等を設置し、接眼レンズを操作者がのぞきながら操作するが、このような操作では、ジョイスティックの操作を目視しないまま行わざるを得ないので、使用するには熟練した技術が必要となるのに対し、上述のマニピュレータシステム５００によれば、表示部４３３のコントローラ画面をみながらジョイスティック４７０の操作も目視できるとともに、コントローラ画面にもジョイスティック４７０の操作状態が表示されるので、マニピュレータシステム５００を簡単かつ確実に使用することができる。

上述のような構成のマニピュレータシステム５００におけるインジェクタ３４０のキャピラリ３４１を交換する際のオフセット移動について図１３，図１４を参照して説明する。図１３は第２の実施形態を説明するための図であり、図１２のコントローラ画面上のオフセット移動量設定画面（ａ）及びオフセット移動量選択画面（ｂ）の各例を示す図である。図１４はマニピュレータシステム５００においてインジェクタ３４０のキャピラリ３４１の顕微鏡中心位置（実線）と退避位置（破線）を示す図である。

図１２のコントローラ画面上のマニピュレータ操作パネル４３３ｆのメニュー４３３ｓをクリックすると、図１３（ａ）のようなオフセット移動量設定画面が表示表示され、このオフセット移動量設定画面上のオフセット移動量設定欄４３３ｕに設定するオフセット移動量を例えば、ａａ（ｍｍ）と入力し、設定者の欄４３３ｖに設定者名を入力し、設定ボタン４３３ｗをクリックすることでオフセット移動量が設定される。同様にして、別の操作者が独自のオフセット移動量を別に設定することができる。

また、オフセット移動操作を行う場合、図１２のコントローラ画面上のマニピュレータ操作パネル４３３ｆのメニュー４３３ｔをクリックすると、図１３（ｂ）のようなオフセット移動量選択画面が表示され、このオフセット移動量選択画面上で、選択するオフセット移動量が例えば、「１．ａａ（ｍｍ）」である場合は、その選択ボタン４３３ｘをクリックすることで、そのオフセット移動量を選択することができる。

インジェクタ３４０のキャピラリ３４１が図１４の実線のように顕微鏡視野中心部にあるとき、上述のオフセット移動量ａａの選択後に、図１２の駆動ボタン４３３ｑを押すと、図６〜図８のナット回転型アクチュエータ１７０を駆動し、インジェクタ３４０を選択したオフセット移動量（ストローク）ａａ分だけ移動させ、キャピラリ３４１が図１４の破線のように後退し顕微鏡視野中心部から後退し、この破線位置でキャピラリ３４１を装着し交換することができる。そして、キャピラリ３４１の装着後、図１２の駆動ボタン４３３ｑを押すと、ナット回転型アクチュエータ１７０を駆動し、オフセット移動量（ストローク）ａａ分だけ移動させ、キャピラリ３４１が図１４の実線のように前進し顕微鏡視野中心部に位置する。

上述のように、オフセット移動量は、単にナット回転型アクチュエータ１７０を駆動してインジェクタ３４０を顕微鏡視野中心部から退避させキャピラリ３４１を装着し再度アクチュエータ１７０を駆動し顕微鏡視野中心部に位置するように設定する。

以上のように、マニピュレータシステム５００の操作前にインジェクタ３４０にキャピラリ３４１を装着するために原点復帰操作をするとき、単にマニピュレータシステムの原点復帰操作をするのではなく、１台のマニピュレータシステムで複数の操作者が存在する場合、図１３（ａ）、（ｂ）のように操作者ごとに原点復帰動作時のオフセット移動量を設定する。各操作者は図１２のコントローラ画面の図１３（ｂ）のようなオフセット移動量選択画面で自分の設定したオフセット移動量を選択してから原点復帰操作をする。これにより、インジェクタ３４０にキャピラリ３４１を設定する場合、マニピュレータを駆動し最適位置（顕微鏡視野中心部）にセットする作業が不要になり、キャピラリ３４１の交換（取り付け）作業が容易になる。特に、複数の操作者が存在し各操作者毎にキャピラリ３４１の最適位置が異なる場合でも、各操作者毎の作業が容易となる。また、操作者が複数いなくても、作業毎に使用するキャピラリの形状が異なる場合にも有効である。

なお、インジェクタ３４０のキャピラリ３４１の交換作業について説明したが、ホールディング用のキャピラリ３４２についても同様に原点復帰の際に設定したオフセット移動量でキャピラリ３４２を顕微鏡視野中心部から退避させ、キャピラリ３４２を交換してから再度顕微鏡視野中心部に位置させるようにできる。

次に、マニピュレータの各軸に位置センサを配置し、マニピュレータの退避位置を検知する例について図１５を参照して説明する。図１５は第２の実施形態の別の例を説明するための図であり、図１２のコントローラ画面上でマニピュレータの位置センサによる検出位置を表示する例を示す図である。

図６のマニピュレータ１６０のＸＹＺの各１軸アクチュエータ１６１〜１６３に複数の位置センサ１６０ａ（図１０）を配置し、マニピュレータ１６０の各軸方向位置を検出し、それらの検出信号は図１０のパソコン４３０に入力する。各位置センサは予め各操作者が操作し易い位置を検出するように配置しておく。各位置センサ１６０ａがマニピュレータ１６０の各軸方向位置を検出すると、図１５のように、図１０の表示部４３３の画面上で検出した位置センサに対応した数字１〜４が各軸ＸＹＺ毎に点灯するようになっている。

図１６に図６の各１軸アクチュエータ１６１〜１６３に配置可能な位置センサの一例を概略的に示す。図１６のように、各１軸アクチュエータ１６１〜１６３の移動部１６０ｂの側端部に複数の被検出片１６１１，１６１２，１６１３，１６１４を移動部１６０ｂの移動方向Ｗに離れて配置し、また、複数の光透過型の光センサ１６０１，１６０２，１６０３，１６０４を有し断面コ字状の位置センサ１６０ａを所定位置に配置する。被検出片１６１１〜１６１４は移動方向Ｗと直交する方向に突き出ているが、その突き出し長さが順に長くなっている。位置センサ１６０ａの光センサ１６０１〜１６０４は移動方向Ｗと直交する方向に離れて並んでいる。

各１軸アクチュエータ１６１〜１６３が駆動され、その移動部１６０ｂが移動方向Ｗに移動し、まず、被検知片１６１１が位置センサ１６０ａ内の空隙１６１０に入ると、光センサ１６０１が被検出片１６１１を検知することで移動部１６０ｂの位置を検出する。移動部１６０ｂがさらに移動方向Ｗに移動すると、各光センサ１６０２〜１６０４が各被検出片１６１２〜１６１４を検知することで移動部１６０ｂの各位置を検出できる。被検出片１６１１〜１６１４の位置をそれぞれ変えることで、位置センサ１６０ａによる検出位置を設定できる。

なお、位置センサ１６０ａは、例えば被検出片１６１４の検出位置を移動部１６０ｂの移動限界位置とすることで上述のリミットスイッチの機能も果たすことができる。また、図１６の反対の移動方向Ｗ’側にも位置センサを配置することで、移動部１６０ｂが移動方向Ｗ’側に移動する場合の位置を検知できる。

インジェクタ３４０にキャピラリ３４１を交換し装着する際に、予め各操作者が操作し易い位置に配置した位置センサが図１５の画面上で点灯する位置までマニピュレータ１６０を駆動しインジェクタ３４０のガラスキャピラリ３４１を退避させる。このときのマニピュレータ１６０の駆動はステッピングモータによる自動駆動でよいが、マニピュレータ１６０に装着している手動ノブ１６１ａ〜１６３ａを回しながらセンサからの信号を操作者が確認し操作するようにしてもよい。

その後、ナット回転型アクチュエータ１７０に取り付けられているインジェクタ３４０のガラスキャピラリ３４１の取り付け治具を外し、ガラスキャピラリを挿入し、再度インジェクタ３４０に取り付ける。このとき、ガラスキャピラリは限界となる奥まで挿入し、インジェクタ内周内の限界部に当たるまで挿入することが望ましい。なお、限界部がない場合は操作者が決めた量だけ挿入するようにする。次に、パソコン４３０を操作し、上述と同様にして図１３（ｂ）のように予め設定したオフセット移動量を選択し、ナット回転型アクチュエータ１７０を駆動しキャピラリ３４１を所定量移動させ、顕微鏡視野中心部ヘセットする。

以上のように、１台のマニピュレータシステム５００に対し操作者が複数存在し、使用するキャピラリ３４１の設置位置が操作者毎に異なる場合でも、マニピュレータに各操作者毎に配置した位置センサによりキャピラリ３４１の退避配置（図１４のキャピラリ３４１の破線位置）を検出し、この退避位置でキャピラリ３４１の交換作業を行った後、ナット回転型アクチュエータ１７０を駆動しキャピラリ３４１を所定量移動させることで顕微鏡視野中心部（図１４のキャピラリ３４１の実線位置）ヘセットすることができる。

なお、ホールディング用のキャピラリ３４２についても同様に動作させることでキャピラリ３４２を顕微鏡視野中心部から退避させ、キャピラリ３４２を交換してから再度顕微鏡視野中心部に位置させることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、マニピュレータ１６０の位置情報（図１２の動作状態表示パネル４３３ｃに表示されるマニピュレータ１６０のＸＹＺ位置座標）をみながら操作してキャピラリ３４１をセットする必要がなくなり、また、パソコン４３０ではエンコーダ等の位置情報を認識しながら複数の操作者に対する位置調整が必要なくなる。さらに、ガラス製のキャピラリ３４１をセッティングする難しい作業を画像処理技術等を使用せず容易に行うことができる。

また、位置情報をコントローラ（パソコン）に記憶させて複数の操作者のセッティング操作をアシストすることも考えられるが、マニピュレータシステムの電源をＯＦＦにする場合や、コントローラ（パソコン）を再起動すると、記憶した位置情報があいまいになる可能性が高いのに対し、本実施形態の構成を適用することで、複数の操作者がいる場合も確実かつ容易にガラス製のキャピラリのセッティング操作が可能となる。

なお、ある操作者が使用するキャピラリが他の操作者のものと比べて長かったり特殊な形状である場合、キャピラリ取付け治具にキャピラリを装着し易いように顕微鏡視野中心部から退避するとき、ナット回転型アクチュエータ１７０以外にマニピュレータ１６０の各１軸アクチュエータ１６１〜１６３を操作者が設定した移動量を連動させて駆動するようにして対応することができる。この場合、ナット回転型アクチュエータ１７０のみの駆動で対応するか、あるいはマニピュレータ１６０のいずれかの軸を駆動しアシストさせるかはコントローラ画面上に切り替えボタンを設置し、操作者が選択して駆動することで対応できる。

本実施形態によるマニピュレータシステムの要部を示す斜視図である。 図１のマニピュレータの要部を概略的に示す斜視図である。 図１のピペットとキャピラリのガラス板上での位置関係を概略的に示す図である。 従来のマニピュレータの要部を概略的に示す斜視図である。 第２の実施形態によるマニピュレータシステムの概略的構成を示す斜視図である。 図５のインジェクション用電動３軸マニピュレータの概略的構成を示す斜視図である。 図６のナット回転型アクチュエータ１７０をθステージ１６４の平面と平行な面で切断してみた断面図である。 図６，図７のナット回転型アクチュエータ１７０の斜視図である。 図５の試料ステージ１１０を示す斜視図である。 図５〜図９のマニピュレータシステム５００についてのパソコンによる制御系を説明するための要部ブロック図である。 図１０のジョイスティックの例を示す斜視図である。 図１０のパソコン４３０の表示部４３３に表示されるコントローラ画面の一例を示す図である。 図１３は第２の実施形態を説明するための図であり、図１２のコントローラ画面上のオフセット移動量設定画面（ａ）及びオフセット移動量選択画面（ｂ）の各例を示す図である。 図５のマニピュレータシステム５００においてインジェクタ３４０のキャピラリ３４１の顕微鏡中心位置（実線）と退避位置（破線）を示す図である。 第２の実施形態の別の例を説明するための図であり、図１２のコントローラ画面上でマニピュレータの位置センサによる検出位置を表示する例を示す図である。 図６の各１軸アクチュエータ１６１〜１６３に配置可能な位置センサの例を概略的に示す要部斜視図である。

符号の説明

１０ マニピュレータシステム、１１ インジェクションキャピラリ、キャピラリ１２，１４ ピペットホルダ、１３ ホールディングキャピラリ、キャピラリ、１７ 顕微鏡、１８ ガラス板、１８ａ 表面、１９ 光源部、２０ 第１マニピュレータ、２１ ブロック部、２１ａ ブロック部の主平面、２１ｂ ガイド部、２２ 案内部材、２２ａ，２２ｂ ボルト、２２ｃ 下方端部、２３ 案内溝、２３ａ 直線状溝部、２３ｂ 円弧状溝部、２４ 案内溝、２５，２６ 保持部材、２６ａ ボルト、２７ 連結部材、３０ 第２マニピュレータ、Ｄ 溶液ドロップ、Ｒ、ｒ 回動方向、Ｓ スライド方向、１４０，１６０ マニピュレータ、１７０，１９１ ナット回転型アクチュエータ、３４０ インジェクタ、３４１ キャピラリ、５００ マニピュレータシステム

Claims (11)

1. キャピラリを着脱可能にピペット先端側に取り付けて移動させ操作するマニピュレータであって、
   前記ピペットを保持する保持手段と、
   前記保持手段をマニピュレータ側に連結する連結手段と、
   前記保持手段を前記マニピュレータによる移動とは別に移動可能にする手段と、
   前記マニピュレータによる移動とは別の移動のときに前記保持手段を所定方向に案内する案内手段と、を備えることを特徴とするマニピュレータ。
2. 前記連結手段は、前記マニピュレータ側に着脱可能に固定された案内部材と、前記案内部材を前記保持手段側に連結する連結部材と、を有し、
   前記案内手段は、前記案内部材に設けられた案内溝と、前記案内部材を前記マニピュレータ側に緩めることが可能に固定する固定部材と、を有し、
   前記固定部材による固定を緩めることで、前記保持手段を前記案内部材とともに前記案内溝に沿って前記マニピュレータ側に対してスライド可能にする請求項１に記載のマニピュレータ。
3. 前記案内溝を前記案内部材に少なくとも２つ設置し、前記各案内溝の延びる方向が前記保持手段を移動させる所定方向とほぼ一致する請求項２に記載のマニピュレータ。
4. 前記案内溝の一端部で前記固定部材により前記案内部材を前記マニピュレータ側に固定する請求項３に記載のマニピュレータ。
5. 前記案内溝の一方が他端部側に円弧状溝を有し、その円弧状溝に沿って前記案内部材が回動可能である請求項３または４に記載のマニピュレータ。
6. 前記保持手段を移動させる所定方向は、前記キャピラリによる操作を行う位置から遠ざかる方向である請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマニピュレータ。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマニピュレータ一対と、
   前記キャピラリによる操作及び操作対象物を観察する顕微鏡と、
   前記顕微鏡の視野を照射する光源と、を備え、
   前記キャピラリの交換のとき前記ピペットの保持手段を所定方向に案内して移動可能であることを特徴とするマニピュレータシステム。
8. 微小対象物に対する操作を行うキャピラリが着脱可能でありかつ電動駆動可能な３軸マニピュレータと、
   前記キャピラリの着脱のために前記マニピュレータを原点位置に復帰させる際に予め設定されたオフセット移動量分移動させるオフセット移動手段と、を備えることを特徴とするマニピュレータシステム。
9. 前記マニピュレータは、前記キャピラリをその軸方向に駆動可能なアクチュエータを備え、前記アクチュエータが前記キャピラリを前記オフセット移動量分移動させる請求項８に記載のマニピュレータシステム。
10. 微小対象物に対する操作を行うキャピラリが着脱可能でありかつ電動駆動可能な３軸マニピュレータと、
    前記マニピュレータの各軸方向の位置を検出するように配置された位置センサと、
    前記キャピラリの着脱のために前記位置センサが所定位置を検出するまで前記マニピュレータを移動させる手段と、を備え、
    前記所定位置から前記マニピュレータを移動させて前記キャピラリを所定位置にセットすることを特徴とするマニピュレータシステム。
11. 前記マニピュレータは、前記キャピラリをその軸方向に駆動可能なアクチュエータを備え、前記アクチュエータが前記キャピラリを移動させて前記所定位置にセットする請求項１０に記載のマニピュレータシステム。

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