JP5097618B2 - インキュベータ - Google Patents
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Description
該インキュベータによれば、チャンバーに小さな容器挿入口を開設すればよいので、容器出し入れ時のチャンバー内の環境条件の変化を抑制することが出来る。
又、チャンバー(91)には、容器挿入口(図示省略)を開閉するためのシャッター機構(16)が取り付けられると共に、容器挿入口からチャンバー(91)内へ容器を搬入するための容器搬入機構(40)が取り付けられている。
ここで、前記スタッカーの少なくとも1つは前記容器挿入口の近傍に配され、前記容器搬入機構は、容器を設置するための容器設置台と、該容器設置台をチャンバーの外側と内側の間で容器挿入口を通じて往復移動させる往復駆動装置と、容器設置台上の容器及び開いている容器挿入口の近傍へ向けて熱を発生するヒータとを具えている。
又、容器挿入に際してシャッター機構が開いたとき、ヒータから発せられる熱が容器挿入口にも供給され、容器挿入口付近の温度低下が防止される。従って、シャッターが開いている時間が多少長くとも、容器挿入口近傍の温度が大きく低下することはなく、これによって容器挿入口付近における試料培養状態の変化を防止することが出来る。
その後、容器搬出状態から中間スライド部材及び容器設置台が移動して中間スライド部材がチャンバーの容器挿入口に位置すると共に容器設置台がチャンバーの内側に達した容器搬入状態では、中間スライド部材に取り付けられているヒータは、容器挿入口に位置し、チャンバーの奥部へは進入しない。これによって、容器挿入口の近傍がヒータによって効率的に加熱されることになる。又、容器設置台のみがチャンバーの奥部へ進入するので、チャンバー内の容器搬送装置は容器設置台上の容器を支障なく受け取ることが出来る。
該具体的構成によれば、容器がチャンバーの外側にて容器設置台上に設置された状態でヒータがオンとなって、容器の加熱が行なわれた後、シャッターが開き、容器がチャンバーの内側へ搬入される過程、並びに容器設置台がチャンバーの外側へ退出する過程で容器挿入口付近の加熱が行なわれ、それ以外の加熱の必要のない期間はヒータがオフとなるので、容器及び容器挿入口付近の加熱が効率的に行なわれる。
1.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)をフロント開閉扉(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、インキュベータアセンブリ(2)が収容されている。
又、チャンバー(11)には、チャンバー(11)内の試料を、チャンバー内の所定の観察位置で観察するための撮像素子を具えた観察装置(図示省略)が設置されている。
又、チャンバー(11)の側壁には、容器挿入口(13)の出口側に、容器挿入口(13)に対向して、容器(31)をチャンバー(11)内へ搬入するための容器搬入機構(4)が接続されている。
更に容器搬入機構(4)の側部には、容器搬入機構(4)上の容器(31)に貼り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リーダ(15)が配備されている。
インキュベータアセンブリ(2)は、ベース(21)上に、容器搬送ユニット(2a)を設置すると共に、該容器搬送ユニット(2a)の両側に、容器収容棚となる左右一対のスタッカーユニット(2b)(2b)を配備して構成されており、容器搬送ユニット(2a)と各スタッカーユニット(2b)(2b)はベース(21)から個別に取り外すことが可能である。
容器搬送ユニット(2a)は、機台(51)上に、搬送テーブル(50)を具えた容器搬送装置(5)を設置して構成されている。各スタッカーユニット(2b)は、引出し台(22)上にスタッカーホルダー(23)を配備して構成され、スタッカーホルダー(23)には、容器を収容するための複数のスタッカー(3)が、前後方向(Y軸方向)に配列されている。
尚、インキュベータアセンブリ(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。
容器搬送ユニット(2a)を構成する容器搬送装置(5)は、図3に示す如く、機台(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。
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。
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。
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。
又、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軸駆動シャフトの回転が伝えられる。
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。又、搬送テーブル(50)の裏面には第3のラック(548)が配備され、第2のピニオン(546)と第3のラック(548)とが互いに噛合している。
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6及び図7に示す如く、容器搬入機構(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)に下段スライダー(40a)が摺動可能に係合し、該下段スライダー(40a)の上面に中間スライド板(48)が固定されている。該下段スライダー(40a)によって中間スライド板(48)はベース(43)に対して往復移動方向に沿うスライドが可能となる。
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)に上段スライダー(40b)が摺動可能に係合し、該上段スライダー(40b)の上面に容器設置台(46)が固定されている。
容器搬入機構(4)を構成する往復搬送部(41)の中間スライド板(48)には、図7に示す如く支持板(73)を介して平板状のヒータ(7)が連結され、該ヒータ(7)は図6に示す如く、容器設置台(46)の底板(46a)の上方であって、一対の側板(46b)(46b)により挟まれた空間に水平に支持されている。これによって、ヒータ(7)は容器の底面と対向する位置に配置される。
尚、ヒータ(7)は、放熱板(71)の裏面に電熱線(72)を配置して構成される。
又、ベース(43)には、図7に示す如くラダーチェーンにより互いに連結されてモータユニット(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、容器設置台(46)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。
尚、上述の倍速機構を複数段に連結すれば、中間スライド板(48)の移動速度の複数倍の速度で容器設置台(46)を往復移動させる倍速機構を実現することが出来る。
又、図7(b)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、容器設置台(46)は図7(a)に示す如く元の位置に戻ることになる。
図8は、チャンバー内に容器を搬入する際の制御手続きを表わしている。
ユーザが容器設置台(46)上に容器(31)を設置した状態で、先ずステップS1では、ユーザのパネル操作によって容器搬入指令が発せられた否かを判断し、イエスと判断されたときは、ステップS2にてヒータをオンとする。次にステップS3では、バーコードリーダ(15)によって容器(31)のバーコードの読取りを実行し、読み取ったバーコードに基づき、容器の種類を認識する。そして、その認識結果に基づいてシャッターの必要最小限の開き高さを決定する。
図9(a)及び図12(a)は、容器搬入機構(4)の中間スライド板(48)と容器設置台(46)がチャンバー(11)の外側に位置する容器搬出状態を表わしており、該容器設置台(46)上に容器(31)が設置されている。この時点でシャッター(17)は閉じている。
続いて図10(b)の如く容器搬送装置(5)が動作して、搬送テーブル(50)が僅かに上昇する。この搬送テーブル(50)の上昇に伴って容器設置台(46)から容器(31)が持ち上げられ、容器(31)は搬送テーブル(50)によって保持されることになる。
同時に容器搬送装置(5)が動作して、搬送テーブル(50)が元の位置まで後退し、その後、容器搬送装置(5)によって搬送テーブル(50)上の容器(31)の搬送が開始される。
中間スライド板(48)及び容器設置台(46)が容器挿入口(13)を通過すると、図11(b)の如くシャッター(17)が閉じられ、ヒータ(7)がオフとなる。
上記のインキュベータ(1)においては、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、容器搬送装置(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)の任意の容器収容部に対して、容器の出し入れが行なわれる。
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)上の容器(31)を該容器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。
即ち、容器搬送装置(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)を所定の容器収容部との対向位置まで移動させ、その後、所定の容器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)を該容器収容部の内部へ移動させて、搬送テーブル(50)上に容器(31)を搭載する。
この結果、観察装置を用いたインキュベータ内での細胞培養状態の観察、並びに分析を正常且つ迅速に行なうことが出来る。
従って、シャッター(17)が開いている時間が多少長くとも、容器挿入口(13)近傍の温度が大きく低下することはなく、これによって容器挿入口(13)付近における細胞培養状態の変化を防止することが出来る。
該構成によれば、図13(a)に示す容器搬出状態では、容器設置台(46)が第2ヒータ部(4b)をトーションバネ内蔵ヒンジ部(4c)の付勢に抗して押し下げ、これによって第2ヒータ部(4b)が略水平姿勢を維持している。これに対し、図13(b)に示す容器搬入状態では、トーションバネ内蔵ヒンジ部(4c)の回転付勢によって第2ヒータ部(4b)が反時計方向に回動して、容器挿入口(13)が閉じられることになる。従って、シャッター(17)が開いた状態であっても、容器挿入口(13)からの熱の流出を防止することが出来る。
更に又、ヒータ(7)は、容器設置台(46)上の容器(31)の側面に対向させて配置することも可能である。
(11) チャンバー
(13) 容器挿入口
(16) シャッター機構
(17) シャッター
(2) インキュベータアセンブリ
(2a) 容器搬送ユニット
(2b) スタッカーユニット
(23) スタッカーホルダー
(3) スタッカー
(31) 容器
(4) 容器搬入機構
(40a) 下段スライダー
(40b) 上段スライダー
(41) 往復搬送部
(42) モータユニット
(43) ベース
(48) 中間スライド板
(46) 容器設置台
(5) 容器搬送装置
(50) 搬送テーブル
(7) ヒータ
Claims (8)
- 所定の環境条件に調整されたチャンバーの内部にて容器内の試料を培養するインキュベータにおいて、
チャンバー内には、容器を収容するスタッカーを複数の位置に備える容器収容棚と、容器収容棚へ容器を収容し若しくは容器収容棚から容器を取り出すための容器搬送装置が配備され、
チャンバーには容器挿入口が開設され、該容器挿入口はシャッター機構によって開閉可能であり、チャンバーの外部にて該容器挿入口に対向して、容器をチャンバー内へ搬入するための容器搬入機構が配備され、
前記スタッカーの少なくとも1つは容器挿入口の近傍に配され、
前記容器搬入機構は、
容器を設置するための容器設置台と、
該容器設置台をチャンバーの外側と内側の間で容器挿入口を通じて往復移動させる往復駆動装置と、
容器設置台上の容器及び開いている容器挿入口の近傍へ向けて熱を発生するヒータとを具えていることを特徴とするインキュベータ。 - 前記容器搬入機構の往復駆動装置は、
ベース部材と、
該ベース部材に対して容器設置台の往復移動方向に沿うスライドが可能に係合する中間スライド部材と、
ベース部材に対して中間スライド部材を前記往復移動方向に駆動する駆動機構と、
中間スライド部材と容器設置台の間に介在して中間スライド部材の移動速度よりも早い速度で容器設置台を前記往復移動方向に移動させる増速機構とを具え、
前記ヒータは、前記中間スライド部材に取り付けられ、容器設置台がチャンバーの外側に設置された状態で該容器設置台上の容器の底面と対向する位置に配置されることにより容器へ向けて熱を発生し、かつ容器をチャンバー内に搬入するため容器挿入口が開いている状態で中間スライド部材と共に容器挿入口に位置に配置されることにより容器及び開いている容器挿入口の近傍へ向けて熱を発生する請求項1に記載のインキュベータ。 - 前記容器搬入機構の容器設置台は、底板と、該底板の両端から立ち上がる一対の側板とを具え、該一対の側板によって容器の両端部が支持され、前記ヒータは、該容器設置台の底板の上方にて前記一対の側板により挟まれた空間に配置されている請求項2に記載のインキュベータ。
- 前記容器搬入機構の往復駆動装置は、中間スライド部材及び容器設置台がチャンバーの外側に位置する容器搬出状態と、該容器搬出状態から中間スライド部材及び容器設置台が移動して中間スライド部材がチャンバーの容器挿入口に位置すると共に容器設置台がチャンバーの内側に達した容器搬入状態とを設定することが可能である請求項2又は請求項3に記載のインキュベータ。
- 前記ヒータは、前記往復駆動装置が容器搬出状態に設定されてユーザが容器搬入を指令した時点でオンとなり、前記往復駆動装置が容器搬入状態を経て容器搬出状態に復帰した時点でオフとなる請求項1乃至請求項4の何れかに記載のインキュベータ。
- 前記ヒータは、第1ヒータ部と、第2ヒータ部と、第1ヒータ部に対して第2ヒータ部を枢支するヒンジ部と、ヒンジ部を中心として第2ヒータ部を回転付勢する付勢手段とから構成され、容器搬出状態では、第2ヒータ部が前記付勢手段の付勢に抗して略水平姿勢まで押し下げられ、容器搬出状態から容器搬入状態への移行に伴って、第2ヒータ部が前記付勢手段の付勢によって回動し、容器挿入口を閉じることとなる請求項1乃至請求項5の何れかに記載のインキュベータ。
- 更に、チャンバー内で培養されている容器内の試料を、チャンバー内の所定の観察位置で観察するための観察装置を具えている請求項1乃至請求項6の何れかに記載のインキュベータ。
- 前記チャンバーは、少なくとも第1の壁と前記第1の壁に対向する第2の壁とを有し、
前記容器挿入口は、前記第1の壁に開設され、
前記スタッカーは、前記チャンバー内において、少なくとも1つは前記容器挿入口の近傍に配され、かつ少なくとも1つは前記第1の壁より前記第2の壁側に配される請求項1に記載のインキュベータ。
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