JP6623304B2 - Nozzle position measurement method and collection system - Google Patents
Nozzle position measurement method and collection system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6623304B2 JP6623304B2 JP2018542363A JP2018542363A JP6623304B2 JP 6623304 B2 JP6623304 B2 JP 6623304B2 JP 2018542363 A JP2018542363 A JP 2018542363A JP 2018542363 A JP2018542363 A JP 2018542363A JP 6623304 B2 JP6623304 B2 JP 6623304B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- substrate
- fine particles
- determination
- axis direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
Description
本発明は、ノズル位置計測方法及び回収システムに関する。
本願は、2016年9月29日に、日本に出願された特願2016−191974号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a nozzle position measuring method and a collection system.
This application claims priority on September 29, 2016 based on Japanese Patent Application No. 2006-191974 for which it applied to Japan, and uses the content here.
従来、微細粒子のスクリーニング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このスクリーニング装置は、微細粒子が収納されるウエルが形成された計測用チップと、キャピラリを有しかつウエル内の微細粒子を吸入して所定位置に吐出して回収するための回収部と、を備えている。 Conventionally, a screening apparatus for fine particles is known (see, for example, Patent Document 1). The screening apparatus includes a measuring chip in which a well in which fine particles are stored is formed, and a collecting unit that has a capillary and sucks and discharges fine particles in the well to a predetermined position. I have.
しかしながら、キャピラリの先端部の高さ合わせの際には、高さ合わせ用基準面を固定具の内面に設定している。そして、この高さ合わせ用基準面にフォーカスを合わせて回収部を移動させ、この位置からキャピラリの先端部を計測チップの上面に接近させている。そのため、計測用チップとキャピラリとを精度良く位置決めすることができない可能性があった。 However, when the height of the tip of the capillary is adjusted, the reference surface for height adjustment is set on the inner surface of the fixture. Then, the collection portion is moved while focusing on the reference surface for height adjustment, and the tip of the capillary is brought close to the upper surface of the measurement chip from this position. For this reason, there is a possibility that the measuring chip and the capillary cannot be positioned with high accuracy.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、基板とノズルとを精度良く位置決めすることができるノズル位置計測方法及び回収システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a nozzle position measuring method and a collection system that can accurately position a substrate and a nozzle.
本発明の第一態様に係るノズル位置計測方法は、基板に対するノズルの位置を計測するノズル位置計測方法であって、前記ノズルを第一方向に沿わせて前記基板に対し昇降させるノズル昇降工程と、前記ノズル昇降工程の後、前記基板を前記第一方向と交差する第二方向に移動させる基板移動工程と、前記基板移動工程において、前記基板とともに前記ノズルが動くか否かを判定する判定工程と、を含む。 A nozzle position measuring method according to a first aspect of the present invention is a nozzle position measuring method for measuring the position of a nozzle with respect to a substrate, wherein the nozzle is moved up and down along the first direction with respect to the substrate. A substrate moving step for moving the substrate in a second direction intersecting the first direction after the nozzle raising and lowering step, and a determining step for determining whether or not the nozzle moves together with the substrate in the substrate moving step. And including.
この方法によれば、基板移動工程において基板とともにノズルが動くか否かを判定する判定工程を含むことで、判定工程において、基板とともにノズルが動いたと判定されたときは、ノズルが基板に当接していると推定することができる。一方、判定工程において、基板とともにノズルが動かないと判定されたときは、ノズルが基板から離反していると推定することができる。そのため、ノズルが実際に基板に当接しているか否かを確認しながら、ノズルを基板に可及的に接近させることができる。したがって、基板とノズルとを精度良く位置決めすることができる。ところで、基板とノズルとの位置決めにおいて、光センサを用いる方法も考えられる。しかし、基板の表面が液面の場合、光の液面での屈折、反射等により基板の位置を精度良く測定することができない可能性がある。これに対し、この方法によれば、光を利用しないため、基板の表面が液面の場合においても、基板とノズルとを精度良く位置決めすることができる。 According to this method, by including a determination step of determining whether or not the nozzle moves together with the substrate in the substrate movement step, when it is determined in the determination step that the nozzle moves together with the substrate, the nozzle contacts the substrate. Can be estimated. On the other hand, when it is determined in the determination step that the nozzle does not move together with the substrate, it can be estimated that the nozzle is separated from the substrate. Therefore, the nozzle can be brought as close to the substrate as possible while confirming whether the nozzle is actually in contact with the substrate. Therefore, the substrate and the nozzle can be accurately positioned. By the way, a method using an optical sensor is also conceivable for positioning the substrate and the nozzle. However, when the surface of the substrate is a liquid surface, there is a possibility that the position of the substrate cannot be accurately measured due to refraction or reflection of light on the liquid surface. On the other hand, according to this method, since light is not used, the substrate and the nozzle can be accurately positioned even when the surface of the substrate is a liquid surface.
上記のノズル位置計測方法において、前記ノズル昇降工程では、前記基板の表面にピントを合わせたカメラで前記ノズルを撮像してもよい。
この方法によれば、ノズル昇降工程において、基板の表面にノズルが接近したときにピントが合うため、カメラの撮像画像によってノズルを明確に認識することができる。そのため、カメラの撮像画像を見ながらノズルを基板の表面に容易に接近させることができる。したがって、基板の表面とノズルとを精度良く容易に位置決めすることができる。In the nozzle position measuring method, the nozzles may be imaged with a camera in focus on the surface of the substrate in the nozzle raising / lowering step.
According to this method, in the nozzle ascending / descending step, since the focus is achieved when the nozzle approaches the surface of the substrate, the nozzle can be clearly recognized from the captured image of the camera. Therefore, it is possible to easily bring the nozzle close to the surface of the substrate while viewing the captured image of the camera. Therefore, the surface of the substrate and the nozzle can be easily and accurately positioned.
上記のノズル位置計測方法において、前記判定工程での判定結果に基づいて、前記ノズルが動いたと判定されたときは前記ノズルを前記基板から離反させ、前記ノズルが動かないと判定されたときは前記ノズルを静止させて、前記ノズルと前記基板との相対位置を調整する位置調整工程を更に含んでもよい。
この方法によれば、位置調整工程において、判定工程での判定結果に基づいてノズルが動いたと判定されたときはノズルを基板から離反させることで、ノズルが基板に当接した状態を解除することができる。一方、位置調整工程において、判定工程での判定結果に基づいてノズルが動かないと判定されたときはノズルを静止させることで、ノズルが基板から離反した状態を維持することができる。そして、判定工程での判定結果に基づいてノズルと基板との相対位置を調整することで、ノズルを基板に最大限接近させることができる。したがって、基板とノズルとをより一層精度良く位置決めすることができる。加えて、判定工程での判定結果に基づいてノズルが動いたと判定されたときはノズルを基板から離反させることで、ノズルが基板に当接し過ぎてノズルに過度の負荷がかかったり、ノズルが基板にめり込んだりすることを回避することができる。In the nozzle position measurement method, when it is determined that the nozzle has moved based on the determination result in the determination step, the nozzle is moved away from the substrate, and when it is determined that the nozzle does not move, You may further include the position adjustment process which makes a nozzle stand still and adjusts the relative position of the said nozzle and the said board | substrate.
According to this method, in the position adjustment step, when it is determined that the nozzle has moved based on the determination result in the determination step, the state where the nozzle is in contact with the substrate is released by moving the nozzle away from the substrate. Can do. On the other hand, in the position adjustment step, when it is determined that the nozzle does not move based on the determination result in the determination step, the nozzle can be kept stationary so that the nozzle is kept away from the substrate. Then, by adjusting the relative position between the nozzle and the substrate based on the determination result in the determination step, the nozzle can be brought close to the substrate as much as possible. Therefore, the substrate and the nozzle can be positioned with higher accuracy. In addition, when it is determined that the nozzle has moved based on the determination result in the determination process, the nozzle is excessively loaded on the substrate because the nozzle abuts against the substrate excessively by moving the nozzle away from the substrate. It is possible to avoid getting stuck.
上記のノズル位置計測方法において、前記位置調整工程では、前記ノズルと前記基板との間隔を前記基板の凹部に収容された微粒子の大きさよりも小さくしてもよい。
ところで、基板の凹部に収容された微粒子をノズルにより吸引する場合、ノズルと基板とを当接(密着)させると、微粒子そのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることができない可能性がある。すなわち、吸気の流れがノズルと基板との当接部分で遮られるため、微粒子を吸引することができない可能性がある。これに対し、この方法によれば、位置調整工程において、ノズルと基板との間隔をあけるため、吸気の流れが遮られることなく微粒子そのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることができるため、微粒子を確実に吸引することができる。加えて、ノズルと基板との間隔を微粒子の大きさよりも小さくすることで、ノズルと基板との間隔を微粒子の大きさ以上とした場合と比較して、外部の異物を吸引することを抑制することができる。したがって、微粒子と異物との混在(コンタミネーション)を抑制するとともに、所望の微粒子を確実に吸引することができる。ところで、基板に微粒子を収容可能な複数の凹部が形成された構成であると、ノズルと基板との間隔を微粒子の大きさ以上とした場合、対象となる凹部に収容された微粒子を吸引するときに、隣の凹部に収容された微粒子を誤って吸引してしまう可能性がある。これに対し、この方法によれば、ノズルと基板との間隔を微粒子の大きさよりも小さくすることで、隣の凹部に収容された微粒子を誤って吸引してしまうことを回避することができる。In the nozzle position measuring method, in the position adjusting step, the interval between the nozzle and the substrate may be made smaller than the size of the fine particles accommodated in the concave portion of the substrate.
By the way, when the fine particles accommodated in the concave portion of the substrate are sucked by the nozzle, if the nozzle and the substrate are brought into contact (contact), there is a possibility that the flow of the intake air including the fine particles themselves cannot be created. That is, since the flow of the intake air is blocked at the contact portion between the nozzle and the substrate, there is a possibility that the fine particles cannot be sucked. On the other hand, according to this method, in the position adjusting step, since the gap between the nozzle and the substrate is opened, it is possible to create a flow of intake air that includes the fine particles themselves without being blocked by the flow of intake air. Suction can be reliably performed. In addition, by reducing the distance between the nozzle and the substrate to be smaller than the size of the fine particles, the suction of external foreign matter is suppressed compared to the case where the distance between the nozzle and the substrate is larger than the size of the fine particles. be able to. Therefore, mixing of fine particles and foreign matters (contamination) can be suppressed, and desired fine particles can be reliably sucked. By the way, when a plurality of concave portions capable of accommodating fine particles are formed on the substrate, when the interval between the nozzle and the substrate is equal to or larger than the size of the fine particles, the fine particles accommodated in the target concave portions are sucked. Furthermore, there is a possibility that the fine particles accommodated in the adjacent recesses are accidentally sucked. On the other hand, according to this method, the distance between the nozzle and the substrate is made smaller than the size of the fine particles, so that it is possible to avoid accidentally sucking the fine particles accommodated in the adjacent recess.
本発明の第二態様に係る回収システムは、微粒子を収容可能な構造体と、前記構造体に収容された前記微粒子を吸引して回収するノズルとを備えた回収システムであって、前記構造体は、前記微粒子を収容可能に貫通する貫通孔が形成された第一基板と、前記第一基板に対向する第二基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に配置されるとともに、前記貫通孔に連通する連通孔が形成され、かつ前記微粒子を支持可能な支持層と、を備える。 The recovery system according to the second aspect of the present invention is a recovery system including a structure that can store fine particles and a nozzle that sucks and recovers the fine particles stored in the structure. Is disposed between the first substrate and the second substrate, the first substrate formed with a through hole penetrating the fine particles, the second substrate facing the first substrate, and the first substrate. And a support layer in which a communication hole communicating with the through hole is formed and capable of supporting the fine particles.
ところで、構造体において微粒子の回収を試みる際、構造体が微粒子を収容可能に窪む凹部が形成された基板であると、微粒子そのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることが困難となる可能性がある。これに対し、この構成によれば、構造体が、微粒子を収容可能に貫通する貫通孔が形成された第一基板と、第一基板に対向する第二基板と、第一基板と第二基板との間に配置されるとともに貫通孔に連通する連通孔が形成されかつ微粒子を支持可能な支持層とを備えることで、第一基板の貫通孔と支持層の連通孔との間で微粒子そのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることができるため、微粒子を確実に回収することができる。 By the way, when trying to collect fine particles in the structure, if the structure is a substrate having a recess that can be accommodated with fine particles, it may be difficult to create a flow of intake air including the fine particles themselves. is there. On the other hand, according to this configuration, the structure has a first substrate in which a through-hole penetrating the fine particles can be accommodated, a second substrate facing the first substrate, and the first substrate and the second substrate. Between the through hole of the first substrate and the communication hole of the support layer, and the fine particle itself is provided between the through hole of the first substrate and the communication hole of the support layer. Since the flow of the intake air can be created, fine particles can be reliably collected.
上記の回収システムにおいて、前記第一基板に対する前記ノズルの位置を計測するノズル位置計測装置を更に備え、前記ノズル位置計測装置は、前記ノズルを第一方向に沿わせて前記第一基板に対し昇降させるノズル昇降機構と、前記構造体を前記第一方向と交差する第二方向に移動させる構造体移動機構と、前記構造体を前記第二方向に移動させたときに、前記構造体とともに前記ノズルが動くか否かを判定する判定部と、を備えてもよい。
この構成によれば、構造体を第二方向に移動させたときに構造体とともにノズルが動くか否かを判定する判定部を備えることで、判定部によって構造体とともにノズルが動いたと判定されたときは、ノズルが第一基板に当接していると推定することができる。一方、判定部によって構造体とともにノズルが動かないと判定されたときは、ノズルが第一基板から離反していると推定することができる。そのため、ノズルが実際に第一基板に当接しているか否かを確認しながら、ノズルを第一基板に可及的に接近させることができる。したがって、第一基板とノズルとを精度良く位置決めすることができる。The collection system further includes a nozzle position measuring device that measures the position of the nozzle with respect to the first substrate, the nozzle position measuring device being moved up and down with respect to the first substrate along the first direction. A nozzle lifting / lowering mechanism, a structure moving mechanism for moving the structure in a second direction intersecting the first direction, and the nozzle together with the structure when the structure is moved in the second direction A determination unit that determines whether or not the object moves.
According to this configuration, by including the determination unit that determines whether or not the nozzle moves together with the structure when the structure is moved in the second direction, the determination unit determines that the nozzle has moved together with the structure. Sometimes, it can be estimated that the nozzle is in contact with the first substrate. On the other hand, when the determination unit determines that the nozzle does not move together with the structure, it can be estimated that the nozzle is separated from the first substrate. Therefore, the nozzle can be brought as close as possible to the first substrate while confirming whether the nozzle is actually in contact with the first substrate. Therefore, the first substrate and the nozzle can be positioned with high accuracy.
上記の回収システムにおいて、前記ノズル位置計測装置は、前記第一基板の表面にピントを合わせて前記ノズルを撮像するカメラを更に備えてもよい。
この構成によれば、第一基板の表面にノズルが接近したときにピントが合うため、カメラの撮像画像によってノズルを明確に認識することができる。そのため、カメラの撮像画像を見ながらノズルを第一基板の表面に容易に接近させることができる。したがって、第一基板の表面とノズルとを精度良く容易に位置決めすることができる。In the above collection system, the nozzle position measurement device may further include a camera that focuses on the surface of the first substrate and images the nozzle.
According to this configuration, since the focus is achieved when the nozzle approaches the surface of the first substrate, the nozzle can be clearly recognized from the captured image of the camera. Therefore, it is possible to easily bring the nozzle close to the surface of the first substrate while viewing the captured image of the camera. Therefore, the surface of the first substrate and the nozzle can be easily and accurately positioned.
上記の回収システムにおいて、前記ノズルは、前記第一基板の前記支持層とは反対側の面に当接されていてもよい。
この構成によれば、ノズルと第一基板とを離反した場合と比較して、外部の異物を吸引することを回避することができる。したがって、微粒子と異物との混在(コンタミネーション)を回避するとともに、所望の微粒子を確実に吸引することができる。加えて、第一基板の貫通孔と支持層の連通孔との間でのみ微粒子そのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることができるため、ノズルと第一基板とを離反した場合と比較して、ノズルの吸引力を低く抑えることができる。In the collection system, the nozzle may be in contact with a surface of the first substrate opposite to the support layer.
According to this configuration, it is possible to avoid sucking external foreign matters as compared with the case where the nozzle and the first substrate are separated from each other. Therefore, it is possible to avoid the mixing (contamination) of the fine particles and the foreign matters and to reliably suck the desired fine particles. In addition, since it is possible to create a flow of intake air that entrains the fine particles themselves only between the through hole of the first substrate and the communication hole of the support layer, compared with the case where the nozzle and the first substrate are separated, The suction force of the nozzle can be kept low.
本発明によれば、基板とノズルとを精度良く位置決めすることができるノズル位置計測方法及び回収システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nozzle position measuring method and collection | recovery system which can position a board | substrate and a nozzle accurately can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. A predetermined direction in the horizontal plane is defined as an X-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is defined as a Y-axis direction, and a direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, a vertical direction) is defined as a Z-axis direction. Further, the rotation directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively.
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態について、図1〜図7を用いて説明する。本実施形態では、基板に対するノズルの位置を計測するノズル位置計測方法に用いる回収システムを例に挙げて説明する。本実施形態の回収システムは、微粒子を収容可能な基板と、基板に収容された微粒子を吸引して回収するノズルと、を備えたものである。(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a collection system used for a nozzle position measurement method for measuring the position of a nozzle with respect to a substrate will be described as an example. The recovery system of this embodiment includes a substrate that can store fine particles, and a nozzle that sucks and collects the fine particles stored in the substrate.
例えば、微粒子は、直径10μm〜200μm程度の細胞である。細胞には、抗体分泌細胞、希少細胞などが含まれる。なお、「微粒子」は、単一の細胞に限らず、コロニー及びスフェロイド(細胞の塊)等を広く含む概念である。 For example, the fine particles are cells having a diameter of about 10 μm to 200 μm. The cells include antibody secreting cells, rare cells and the like. The term “fine particles” is not limited to a single cell, but is a concept that includes colonies and spheroids (cell mass).
例えば、回収システムは、目的の細胞を選別して回収する。なお、「回収」は、目的の細胞を選別して回収することに限らず、細胞を別容器に移動して回収する場合等を広く含む概念である。 For example, the collection system sorts and collects target cells. Note that “recovery” is not limited to selecting and recovering target cells, but is a concept that includes a wide range of cases where cells are transferred to another container for recovery.
<回収システム>
図1は、第一実施形態に係る回収システム1の概略構成を示す平面図である。
図1に示すように、回収システム1は、基台2と、制御装置3と、表示装置4と、入力装置5と、基板10と、ノズル20と、ノズル位置計測装置30と、を備えている。回収システム1は、不図示のケースで覆われている。これにより、回収システム1内には外部から異物(塵埃)が侵入しないようになっている。<Recovery system>
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a recovery system 1 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the collection system 1 includes a
<基台>
基台2は、回収システム1の各要素(基板10、ノズル20及びノズル位置計測装置30)を保持する。平面視で、基台2は矩形状をなしている。<Base>
The
<制御装置>
制御装置3は、回収システム1の各要素(ノズル20及びノズル位置計測装置30)の駆動を制御する。<Control device>
The control device 3 controls driving of each element (
<表示装置>
表示装置4は、文字及び画像の表示を行う。表示装置4は、回収システム1に関する種々の情報を表示する。例えば、表示装置4は、液晶ディスプレイである。<Display device>
The display device 4 displays characters and images. The display device 4 displays various information regarding the collection system 1. For example, the display device 4 is a liquid crystal display.
<入力装置>
入力装置5は、作業者の操作を受け付ける入力機器を備える。例えば、入力機器は、キーボード及びマウス等である。入力装置5は、入力された所定の情報を制御装置3に出力する。<Input device>
The
<基板>
図2は、基板10の概略構成を示す斜視図である。
図2に示すように、基板10は、矩形板状をなしている。例えば、基板10は、X軸方向及びY軸方向に50mm程度の長さを有している。基板10は、透光性を有している。例えば、基板10は、ガラス基板又はプラスチック基板である。<Board>
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 2, the
基板10には、微粒子Mを収容可能に窪む複数の凹部11が形成されている。複数の凹部11は、X軸方向及びY軸方向に沿って一定の間隔でマトリックス状に配置されている。例えば、凹部11の断面形状は、U字型の凹形状又はカップ型の凹形状となっている。
凹部11の大きさは、1個の微粒子Mのみが収容され得る大きさとなっている。これにより、目的の単一種の細胞等を迅速に回収することができる。なお、凹部11の大きさは、複数の微粒子Mが収容され得る大きさであってもよく、特に限定されない。The
The size of the
なお、各凹部11には、微粒子Mとともに培養液が収容されていてもよい。例えば、培養液は、DMEM培地、MEM培地、RPMI1640培地、Fischer's培地等が挙げられる。なお、培養液の種類は特に限定されない。
Each
基板10の表面10a(上面)の角部には、マーキング12が形成されている。マーキング12は、基板10の表面10aにおける各凹部11のX軸方向及びY軸方向に関する座標を設定する際の基準となる。例えば、マーキング12は、基板10の表面10aの角部を切削加工することで形成する。なお、マーキング12は、基板10の表面10aの角部を印刷処理することで形成していてもよい。
A marking 12 is formed at a corner of the
<ノズル>
図3は、第一実施形態に係る回収システム1の要部を示す図である。
図3に示すように、ノズル20は、Z軸方向下側に向けて先細り形状を有する筒状をなしている。例えば、ノズル20は、樹脂又は金属で形成されている。例えば、ノズル20は、マイクロキャピラリーである。ノズル20は、基板10の凹部11のサイズに対応したものを用いる。例えば、ノズル20の先端部21の内径は、凹部11の直径の2倍程度に設定されている。例えば、ノズル20の先端部21の内径は、10μm〜100μm程度となっている。<Nozzle>
FIG. 3 is a diagram illustrating a main part of the collection system 1 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 3, the
ノズル20には、吸引ポンプ(不図示)が接続されている。例えば、吸引ポンプは、ステッピングモーターで駆動するチューブポンプである。ノズル20は、吸引ポンプが正回転すると、先端部21から微粒子Mを吸引する。一方、ノズル20は、吸引ポンプが逆回転すると、先端部21から微粒子Mを排出する。
A suction pump (not shown) is connected to the
<ノズル位置計測装置>
ノズル位置計測装置30は、基板10に対するノズル20の位置を計測する。ノズル位置計測装置30は、ノズル昇降機構31と、基板移動機構35と、判定部39と、カメラ40と、を備えている。<Nozzle position measuring device>
The nozzle
<ノズル昇降機構>
ノズル昇降機構31は、ノズル20を第一方向V1に沿わせて基板10に対し昇降させる。ここで、「第一方向」は、基板10の表面10aの法線方向(例えば、Z軸方向)に相当する。ノズル昇降機構31は、アーム32と、Z駆動機構33と、ノズル位置調整機構34と、を備えている。<Nozzle lifting mechanism>
The nozzle raising / lowering
アーム32は、ノズル20を保持する。アーム32は、XY平面に平行な方向に延びる棒状部材である。アーム32の一端部には、ノズル20が着脱可能に取り付けられている。アーム32の他端部には、Z駆動機構33が連結されている。
The
Z駆動機構33は、アーム32をZ軸方向に昇降可能とするとともに、Z軸回り(θZ方向)に回転可能である。例えば、Z駆動機構33は、ステッピングモーターにより駆動される。このような構成により、ノズル20は、旋回、昇降、吸引及び排出といった動作を実行可能となっている。
The
例えば、Z駆動機構33は、Z軸方向におけるストロークが20mm、移動速度が5〜5000μm/sec、Z軸方向における位置制御が±1μmに設定されている。また、Z駆動機構33は、θZ方向の旋回動作における駆動角度が±100度(ストローク200度)、回転位置制御が±0.002度に設定されている。
For example, the
ノズル位置調整機構34は、ノズル20のアライメントを行うための機構である。例えば、ノズル位置調整機構34は、マイクロメーター等の調整用ツマミを備えている。これにより、アーム32に対するノズル20の取付位置をXY平面内において微調整することができる。
The nozzle
<基板移動機構>
基板移動機構35は、基板10を第一方向V1と交差する第二方向V2に移動させる。
ここで、「第二方向」は、基板10の表面10aの法線方向と直交する方向(例えば、X軸方向又はY軸方向)に相当する。基板移動機構35は、ステージ36と、XY駆動機構37と、を備えている。<Substrate moving mechanism>
The
Here, the “second direction” corresponds to a direction perpendicular to the normal direction of the
ステージ36は、基板10を載置する載置台である。ステージ36の上面には、吸引回収領域36a及び排出回収領域36bが設けられている。吸引回収領域36aは、基板10の凹部11から微粒子Mを吸引して回収する回収作業を行うための領域である。排出回収領域36bは、基板10の凹部11から吸引回収した微粒子Mを排出して回収するための領域である。すなわち、ノズル20は、吸引回収領域36aにおいて基板10(凹部11)から微粒子Mを吸引し、吸引した微粒子Mを排出回収領域36bにおいて排出する。
The
排出回収領域36bには、ノズル20が排出した微粒子Mを回収するための回収トレイ15が設置されている。回収トレイ15は、矩形板状をなしている。回収トレイ15には、微粒子Mを収容可能に窪む複数のウエル16が形成されている。複数のウエル16は、X軸方向及びY軸方向に沿って一定の間隔でマトリックス状に配置されている。ウエル16は、ノズル20から順次排出される微粒子Mを別々に回収して収容する。例えば、ウエル16の断面形状は、U字型の凹形状又はカップ型の凹形状となっている。ウエル16の大きさは、基板10の凹部11の大きさと同程度となっている。なお、ウエル16の大きさは、複数の微粒子Mが収容され得る大きさであってもよく、特に限定されない。
A
ステージ36における吸引回収領域36aには、基板10の下面を臨ませる開口36hが形成されている。ステージ36における吸引回収領域36aには、基板10を保持するためのガイド(不図示)が設けられている。これにより、基板10は、吸引回収領域36aの所定位置に位置決めされた状態で保持されている。
なお、吸引回収領域36aにおける基板10の保持方法は、吸着機構による吸着保持であってもよく、特に限定されない。An
The method for holding the
XY駆動機構37は、ステージ36をX軸方向及びY軸方向に沿って移動可能である。例えば、XY駆動機構37は、モータ及び送りネジ等を備えている。なお、XY駆動機構37は、リニアモータ等を備えていてもよく、特に限定されない。
The
なお、基板移動機構35は、XY駆動機構37とは独立して、ステージ36の上面をXY面内において傾斜可能となっていてもよい。これにより、ステージ36は、基板10の表面10aの平行度に僅かな傾きが存在した場合であっても補正することができる。
The
<判定部>
判定部39は、制御装置3に接続されている。判定部39は、基板10を第二方向V1に移動させたときに、基板10とともにノズル20が動くか否かを判定する。<Determining unit>
The
<カメラ>
カメラ40は、基板10の表面10aにピントを合わせてノズル20を撮像する。カメラ40は、ズームレンズ41と、接眼レンズ42と、ハーフミラー43と、受光部44と、を備えている。<Camera>
The
ズームレンズ41は、吸引回収領域36aに形成された開口36hを介して、基板10の下面と対向した状態で配置されている。ズームレンズ41は、基板10の表面10aに対するピント調整を行う。これにより、カメラ40は、基板10の表面10aにピントが合わされている。
The
接眼レンズ42は、ズームレンズ41を介した観察像を作業者の肉眼で視認可能とさせる。
The
ハーフミラー43は、ズームレンズ41と受光部44との間の光路上に配置されている。ハーフミラー43は、ズームレンズ41を通過した光の一部を透過し、かつ残りの一部を反射させる。ハーフミラー43で反射された光は、接眼レンズ42へと導かれるようになっている。
The
例えば、受光部44は、CCDイメージセンサ等の撮像素子である。受光部44は、判定部39を介して撮像画像を制御装置3に出力する。これにより、表示装置4には、カメラ40の撮像画像が表示される。
For example, the
図4は、ディップ部50の概略構成を示す平面図である。
図4に示すように、実施形態の回収システム1は、ノズル20を浸漬する(ディップする)ディップ部50を更に備えている。ディップ部50は、試薬ディップ部51と、洗浄液ディップ部52と、を備えている。FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the
As illustrated in FIG. 4, the collection system 1 of the embodiment further includes a
以下、ノズル20が微粒子Mを吸引する位置を「吸引ポジション」、ノズル20の待機位置を「待機ポジション(ホームポジション)」、ノズル20を洗浄する位置を「洗浄ポジション」、ノズル20が微粒子Mを排出する位置を「排出ポジション」という。ノズル20は、アーム32の回動動作によって、吸引ポジションP1、待機ポジションP2、洗浄ポジションP3及び排出ポジションP4間を移動する。
Hereinafter, the position where the
試薬ディップ部51は、待機ポジションP2に配置されている。試薬ディップ部51は、ノズル20の先端部21を液体で濡らした状態とする。これにより、待機ポジションP2において、ノズル20の先端部21が乾燥してしまうことを抑制することができる。
なお、試薬ディップ部51において、ノズル20の先端部21をディップする液体としては、凹部11に微粒子Mとともに配置されている培養液又はPBS(Phosphate bufferedsaline)を用いる。The
In the
洗浄液ディップ部52は、洗浄ポジションP3に配置されている。洗浄液ディップ部52は、浸漬したノズル20の先端部21に洗浄液を充填することで、ノズル20の先端部21の内部を洗浄する。これにより、各凹部11における微粒子回収動作において1つのノズル20を共用した場合であっても、コンタミネーションの発生を抑制することができる。
なお、洗浄液ディップ部52において、ノズル20の先端部21を洗浄する洗浄液としては、凹部11に微粒子Mとともに配置されている培養液又はPBSを用いる。The cleaning
In the cleaning
<ノズル位置計測方法>
以下、本実施形態の回収システム1を用いて、基板10に対するノズル20の位置を計測するノズル位置計測方法の一例について説明する。<Nozzle position measurement method>
Hereinafter, an example of a nozzle position measurement method for measuring the position of the
本実施形態のノズル位置計測方法は、ノズル20を第一方向V1に沿わせて基板10に対し昇降させるノズル昇降工程と、ノズル昇降工程の後、基板10を第二方向V2に移動させる基板移動工程と、基板移動工程において、基板10とともにノズル20が動くか否かを判定する判定工程と、を含む。
In the nozzle position measuring method of the present embodiment, a nozzle moving step for moving the
まず、回収システム1の電源をオンにする。
回収システム1は、電源をオンにされた際、初期化動作を行う。例えば、初期化動作では、ステージ36を待機位置(初期位置)まで移動させる。そして、ノズル20の旋回動作、昇降動作、吸引排出動作を行った後に、ノズル20を待機位置(待機ポジションP2)まで移動させる。これにより、ステージ36及びノズル20が他の機構に干渉することなく正常に動作することを確認することができる。加えて、ステージ36及びノズル20が基準位置(ホームポジション)で待機した状態となる。First, the collection system 1 is turned on.
The collection system 1 performs an initialization operation when the power is turned on. For example, in the initialization operation, the
次に、各凹部11内に微粒子Mを収容した基板10を、ステージ36の吸引回収領域36aにセットする。また、ステージ36の排出回収領域36bに回収トレイ15をセットする。例えば、基板10及び回収トレイ15のセット作業は作業者による手動で行う。なお、前記セット作業は、ロボットにより自動化してもよい。
Next, the
次に、X軸方向及びY軸方向において、基板10とノズル20との位置決め(以下「XYアライメント」という。)を行う。例えば、XYアライメントは、目視により行う。具体的に、XYアライメントは、ノズル20の先端部21と凹部11とがZ軸方向に重なるように目視確認しながら、XY駆動機構37によりステージ36をX軸方向及びY軸方向に沿って移動させることで行う。加えて、ノズル位置調整機構34の調整用ツマミ(マイクロメーター)を操作することで行う。
Next, the
例えば、XYアライメントにおいては、不図示の下側照明を点灯し、吸引ポジションP1におけるノズル20のXY平面内での位置決めを行う。このとき、照明光は、凹部11を透過してノズル20に照射される。ノズル20で反射された光は、ズームレンズ41及びハーフミラー43を介して、接眼レンズ42及び受光部44へと導かれる。そして、表示装置4には、受光部44へと導かれた画像(カメラ40の撮像画像)が表示される。
For example, in XY alignment, lower illumination (not shown) is turned on, and the
図5はXYアライメントを説明するための図である。
図5に示すように、XYアライメントにおいては、例えば、ノズル20の中心軸C1(径方向中心を通る軸)と凹部11の観察領域の基準点G1とを一致させる。ここで、「凹部11の観察領域の基準点G1」は、表示装置4に表示される表示画像G(受光部44へと導かれた画像)の中心点に相当する。FIG. 5 is a diagram for explaining XY alignment.
As shown in FIG. 5, in the XY alignment, for example, the center axis C <b> 1 (axis passing through the radial center) of the
ノズル20の中心軸C1と表示画像Gの中心G1とのアライメントは、ノズル位置調整機構34の調整用ツマミ(マイクロメーター)を操作することで行う。例えば、表示画像Gの中心G1に相当する位置に、十字印等のターゲットマークTMを表示させる。これにより、ノズル20の中心軸C1と表示画像Gの中心G1とのアライメントを容易に行うことができる。
The alignment between the center axis C1 of the
次に、基板10の表面10aに対するピント調整を行う。具体的に、ノズル昇降工程において、基板10の表面10aにピントを合わせたカメラ40でノズル20の先端部21を撮像する。
Next, focus adjustment with respect to the
例えば、ピント調整においては、不図示の上側照明を点灯する。このとき、照明光は、凹部11を透過してズームレンズ41及びハーフミラー43を介して、接眼レンズ42及び受光部44へと導かれる。そして、表示装置4には、受光部44へと導かれた画像(カメラ40の撮像画像)が表示される。
For example, in focus adjustment, upper illumination (not shown) is turned on. At this time, the illumination light passes through the
例えば、表示装置4に表示されたカメラ40の撮像画像を視認しつつ、基板10の表面10aに対するピント調整を行う。なお、接眼レンズ42を介して凹部11の観察像を視認しつつ、基板10の表面10aに対するピント調整を行ってもよい。
For example, the focus adjustment with respect to the
次に、ノズル昇降工程において、ノズル20を第一方向V1に沿わせて下降させる。次に、基板移動工程において、基板10を第二方向V2に移動させる。そして、判定工程において、基板10とともにノズル20が動くか否かを判定する。
Next, in the nozzle raising / lowering step, the
ここで、ノズル20の先端部21は先細り形状をなしている。そのため、図6に示すように、ノズル20の先端部21が基板10の表面10aに当接している場合には、基板10の移動に追従してノズル20も動く可能性が高い。そのため、判定工程において、基板10とともにノズル20が動いたと判定されたときは、ノズル20の先端部21が基板10の表面10aに当接していると推定することができる。
Here, the
一方、図7に示すように、ノズル20の先端部21が基板10の表面10aから離反している場合には、基板10の移動に追従してノズル20が動く可能性は低い。そのため、判定工程において、基板10とともにノズル20が動かないと判定されたときは、ノズル20の先端部21が基板10の表面10aから離反していると推定することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the
本実施形態のノズル位置計測方法は、判定工程での判定結果に基づいて、ノズル20が動いたと判定されたときはノズル20を基板10から離反させ、ノズル20が動かないと判定されたときはノズル20を静止させて、ノズル20と基板10との相対位置を調整する位置調整工程を更に含む。
In the nozzle position measurement method of the present embodiment, when it is determined that the
例えば、位置調整工程において、判定工程での判定結果に基づいてノズル20が動いたと判定されたときはノズル20を基板10から離反させる(以下「第一の調整」という。)。これにより、ノズル20の先端部21が基板10の表面10aに当接した状態を解除する。一方、位置調整工程において、判定工程での判定結果に基づいてノズル20が動かないと判定されたときはノズル20を静止させる(以下「第二の調整」という。)。これにより、ノズル20の先端部21が基板10の表面10aから離反した状態を維持する。
For example, in the position adjustment step, when it is determined that the
そして、判定工程での判定結果に基づいてノズル20と基板10との相対位置を調整する。具体的には、第一の調整又は第二の調整の後、ノズル20を第一方向V1に沿わせて僅かに(例えば、ノズル昇降工程における移動量よりも小さく)下降させる(以下「第三の調整」という。)。次に、第三の調整の後、基板10を第二方向V2に移動させて、基板10とともにノズル20が動くか否かを判定する(以下「第四の調整」という。)。
And the relative position of the
第四の調整において、ノズル20が動いたと判定されたときはノズル20を基板10から離反させる(第一の調整)。一方、第四の調整において、ノズル20が動かないと判定されたときはノズル20を静止させる(第二の調整)。すなわち、位置調整工程においては、第一の調整から第四の調整を繰り返す。
In the fourth adjustment, when it is determined that the
これにより、位置調整工程では、ノズル20の先端部21を基板10の表面10aに最大限接近させる。図7に示すように、位置調整工程では、ノズル20の先端部21と基板10の表面10aとの間隔H2を、基板10の凹部11に収容された微粒子Mの大きさH1(直径)よりも小さくする(H2<H1)。例えば、位置調整工程では、微粒子Mの大きさH1が10μm程度の場合、ノズル20の先端部21と基板10の表面10aとの間隔H2を1μm程度とする。
Thereby, in the position adjustment process, the
以上のように、本実施形態に係るノズル位置計測方法は、基板10に対するノズル20の位置を計測するノズル位置計測方法であって、ノズル20を第一方向V1に沿わせて基板10に対し昇降させるノズル昇降工程と、ノズル昇降工程の後、基板10を第二方向V2に移動させる基板移動工程と、基板移動工程において、基板10とともにノズル20が動くか否かを判定する判定工程と、を含む。
この方法によれば、基板移動工程において基板10とともにノズル20が動くか否かを判定する判定工程を含むことで、判定工程において、基板10とともにノズル20が動いたと判定されたときは、ノズル20が基板10に当接していると推定することができる。
一方、判定工程において、基板10とともにノズル20が動かないと判定されたときは、ノズル20が基板10から離反していると推定することができる。そのため、ノズル20が実際に基板10に当接しているか否かを確認しながら、ノズル20を基板10に可及的に接近させることができる。したがって、基板10とノズル20とを精度良く位置決めすることができる。
ところで、基板10とノズル20との位置決めにおいて、光センサを用いる方法も考えられる。しかし、基板10の表面10aが液面の場合、光の液面での屈折、反射等により基板10の位置を精度良く測定することができない可能性がある。これに対し、この方法によれば、光を利用しないため、基板10の表面10aが液面の場合においても、基板10とノズル20とを精度良く位置決めすることができる。As described above, the nozzle position measuring method according to the present embodiment is a nozzle position measuring method for measuring the position of the
According to this method, by including a determination step of determining whether or not the
On the other hand, when it is determined in the determination step that the
By the way, in the positioning of the
また、ノズル昇降工程では、基板10の表面10aにピントを合わせたカメラ40でノズル20を撮像することで、ノズル昇降工程において、基板10の表面10aにノズル20が接近したときにピントが合うため、カメラ40の撮像画像によってノズル20を明確に認識することができる。そのため、カメラ40の撮像画像を見ながらノズル20を基板10の表面10aに容易に接近させることができる。したがって、基板10の表面10aとノズル20とを精度良く容易に位置決めすることができる。
Further, in the nozzle raising / lowering step, the
また、本実施形態に係るノズル位置計測方法は、判定工程での判定結果に基づいて、ノズル20が動いたと判定されたときはノズル20を基板10から離反させ、ノズル20が動かないと判定されたときはノズル20を静止させて、ノズル20と基板10との相対位置を調整する位置調整工程を更に含む。
この方法によれば、位置調整工程において、判定工程での判定結果に基づいてノズル20が動いたと判定されたときはノズル20を基板10から離反させることで、ノズル20が基板10に当接した状態を解除することができる。一方、位置調整工程において、判定工程での判定結果に基づいてノズル20が動かないと判定されたときはノズル20を静止させることで、ノズル20が基板10から離反した状態を維持することができる。そして、判定工程での判定結果に基づいてノズル20と基板10との相対位置を調整することで、ノズル20を基板10に最大限接近させることができる。したがって、基板10とノズル20とをより一層精度良く位置決めすることができる。加えて、判定工程での判定結果に基づいてノズル20が動いたと判定されたときはノズル20を基板10から離反させることで、ノズル20が基板10に当接し過ぎてノズル20に過度の負荷がかかったり、ノズル20が基板10にめり込んだりすることを回避することができる。Further, in the nozzle position measurement method according to the present embodiment, when it is determined that the
According to this method, in the position adjustment step, when it is determined that the
また、位置調整工程では、ノズル20と基板10との間隔H2を基板10の凹部11に収容された微粒子Mの大きさH1よりも小さくする。
ところで、基板10の凹部11に収容された微粒子Mをノズル20により吸引する場合、ノズル20と基板10とを当接(密着)させると、微粒子Mそのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることができない可能性がある。すなわち、吸気の流れがノズル20と基板10との当接部分で遮られるため、微粒子Mを吸引することができない可能性がある。これに対し、この方法によれば、位置調整工程において、ノズル20と基板10との間隔H2をあけるため、吸気の流れが遮られることなく微粒子Mそのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることができるため、微粒子Mを確実に吸引することができる。加えて、ノズル20と基板10との間隔H2を微粒子Mの大きさH1よりも小さくすることで、ノズル20と基板10との間隔H2を微粒子Mの大きさH1以上とした場合と比較して、外部の異物を吸引することを抑制することができる。したがって、微粒子Mと異物との混在(コンタミネーション)を抑制するとともに、所望の微粒子Mを確実に吸引することができる。ところで、微粒子Mを収容可能な複数の凹部11が形成された基板10を用いると、ノズル20と基板10との間隔H2を微粒子Mの大きさH1以上とした場合、対象となる凹部11に収容された微粒子Mを吸引するときに、隣の凹部11に収容された微粒子Mを誤って吸引してしまう可能性がある。これに対し、この方法によれば、ノズル20と基板10との間隔H2を微粒子Mの大きさH1よりも小さくすることで、隣の凹部11に収容された微粒子Mを誤って吸引してしまうことを回避することができる。In the position adjusting step, the distance H2 between the
By the way, when the fine particles M accommodated in the
また、本実施形態では、ノズル20は樹脂又は金属で形成されている。
ところで、ノズル20をガラスで形成した場合には、ノズル20が基板10に当接し過ぎてノズル20に過度の負荷がかかったときに、ノズル20が折れる可能性がある。これに対し、本実施形態では、ノズル20が樹脂又は金属で形成されているため、ノズル20が基板10に当接し過ぎてノズル20に過度の負荷がかかったとしても、ある程度たわむため、ノズル20が折れることを回避することができる。In the present embodiment, the
By the way, when the
(第二実施形態)
以下、本発明の第二実施形態について、図8〜図12を用いて説明する。
図8は、第二実施形態に係る回収システム201の概略構成を示す平面図である。
図8に示すように、本実施形態では、第一実施形態に対して、基板10に替えて構造体210を備えた点で特に異なる。すなわち、本実施形態の回収システム201は、微粒子Mを収容可能な構造体210と、構造体210に収容された微粒子Mを吸引して回収するノズル20と、を備えたものである。図8〜図12において、第一実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 8, this embodiment is different from the first embodiment in that a
<構造体>
図8の平面視で、構造体210は、矩形状をなしている。例えば、構造体210は、X軸方向及びY軸方向に50mm程度の長さを有している。構造体210は、透光性を有している。<Structure>
In the plan view of FIG. 8, the
図9は、構造体210の概略構成を示す斜視図である。図10は、構造体210の概略構成を示す断面図である。
図9に示すように、構造体210は、第一基板211と、第二基板212と、支持層213と、支持柱214と、を備えている。FIG. 9 is a perspective view showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 9, the
<第一基板>
第一基板211は、矩形板状をなしている。例えば、第一基板211は、ガラス基板又はプラスチック基板である。例えば、第一基板211の厚みは、5μm〜100μm程度である。第一基板211の表面211a(上面)の角部には、マーキング12が形成されている。<First substrate>
The
第一基板211には、微粒子Mを収容可能に貫通する複数の貫通孔211hが形成されている。複数の貫通孔211hは、X軸方向及びY軸方向に沿って一定の間隔でマトリックス状に配置されている。平面視で、貫通孔211hは、円形状をなしている。貫通孔211hの大きさは、1個の微粒子Mのみが収容され得る大きさとなっている。これにより、目的の単一種の細胞等を迅速に回収することができる。なお、貫通孔211hの大きさは、複数の微粒子Mが収容され得る大きさであってもよく、特に限定されない。
The
なお、各貫通孔211hには、微粒子Mとともに培養液が収容されていてもよい。例えば、培養液は、DMEM培地、MEM培地、RPMI1640培地、Fischer's培地等が挙げられる。なお、培養液の種類は特に限定されない。
Each through-
<第二基板>
第二基板212は、支持層213及び支持柱214を介して第一基板211に対向している。
第二基板212は、矩形板状をなしている。例えば、第二基板212は、ガラス基板又はプラスチック基板である。<Second board>
The
The
<支持層>
支持層213は、第一基板211と第二基板212との間に配置されている。具体的に、支持層213は、第一基板211の裏面211b(下面)に結合されている。例えば、支持層213は、樹脂層である。支持層213の厚みは、第一基板211の厚みよりも薄い。<Support layer>
The
支持層213には、貫通孔211hに連通する複数の連通孔213hが形成されている。複数の連通孔213hは、X軸方向及びY軸方向に沿って一定の間隔でマトリックス状に配置されている。支持層213は、メッシュ形状をなしている。平面視で、連通孔213hは、円形状をなしている。連通孔213hの直径は、貫通孔211hよりも小さい。
連通孔213hの直径は、微粒子Mの大きさよりも小さい。これにより、支持層213は、微粒子Mを支持可能となっている。The
The diameter of the
<支持柱>
支持柱214は、第一基板211と第二基板212との間に配置されている。支持柱214は、Z軸方向に延びる円柱状をなしている。例えば、支持柱214は、樹脂製である。支持柱214は、貫通孔211hを避けた位置で、第一基板211と第二基板212とを連結している。<Support pillar>
The
<ノズル位置計測装置>
図11は、第二実施形態に係る回収システム201の要部を示す図である。
図11に示すように、回収システム201は、第一基板211に対するノズル20の位置を計測するノズル位置計測装置230を更に備えている。
ノズル位置計測装置230は、ノズル昇降機構31と、構造体移動機構235と、判定部39と、カメラ40と、を備えている。
なお、構造体移動機構235は、第一実施形態に係る基板移動機構35に相当する。<Nozzle position measuring device>
FIG. 11 is a diagram illustrating a main part of the
As shown in FIG. 11, the
The nozzle
The
図12は、ノズル20の先端部21が第一基板211の表面211aに当接している状態を示す図である。
図12に示すように、本実施形態では、吸引ポジションP1において、ノズル20の先端部21は、第一基板211の支持層213とは反対側の面(すなわち、表面211a)に当接されている。すなわち、本実施形態に係るノズル位置計測方法において、位置調整工程では、ノズル20の先端部21を第一基板211の表面211aに当接(密着)させる。FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the
As shown in FIG. 12, in the present embodiment, at the suction position P1, the
以上のように、本実施形態に係る回収システム201は、微粒子Mを収容可能な構造体210と、構造体210に収容された微粒子Mを吸引して回収するノズル20とを備えた回収システム201であって、構造体210は、微粒子Mを収容可能に貫通する貫通孔211hが形成された第一基板211と、第一基板211に対向する第二基板212と、第一基板211と第二基板212との間に配置されるとともに、貫通孔211hに連通する連通孔213hが形成され、かつ微粒子Mを支持可能な支持層213と、を備える。
As described above, the
ところで、構造体において微粒子Mの回収を試みる際、構造体が微粒子Mを収容可能に窪む凹部11が形成された基板10(図2参照)であると、微粒子Mそのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることが困難となる可能性がある。これに対し、この構成によれば、構造体210が、微粒子Mを収容可能に貫通する貫通孔211hが形成された第一基板211と、第一基板211に対向する第二基板212と、第一基板211と第二基板212との間に配置されるとともに貫通孔211hに連通する連通孔213hが形成されかつ微粒子Mを支持可能な支持層213とを備えることで、第一基板211の貫通孔211hと支持層213の連通孔213hとの間で微粒子Mそのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることができるため、微粒子Mを確実に回収することができる。
By the way, when trying to collect the fine particles M in the structure, if the structure is the substrate 10 (see FIG. 2) in which the
また、回収システム201において、第一基板211に対するノズル20の位置を計測するノズル位置計測装置230を更に備え、ノズル位置計測装置230は、ノズル20を第一方向V1に沿わせて第一基板211に対し昇降させるノズル昇降機構31と、構造体210を第二方向V2に移動させる構造体移動機構235と、構造体210を第二方向V1に移動させたときに、構造体210とともにノズル20が動くか否かを判定する判定部39と、を備えている。
この構成によれば、構造体210を第二方向V1に移動させたときに構造体210とともにノズル20が動くか否かを判定する判定部39を備えることで、判定部39によって構造体210とともにノズル20が動いたと判定されたときは、ノズル20が第一基板211に当接していると推定することができる。一方、判定部39によって構造体210とともにノズル20が動かないと判定されたときは、ノズル20が第一基板211から離反していると推定することができる。そのため、ノズル20が実際に第一基板211に当接しているか否かを確認しながら、ノズル20を第一基板211に可及的に接近させることができる。したがって、第一基板211とノズル20とを精度良く位置決めすることができる。The
According to this configuration, by including the
また、回収システム201において、ノズル位置計測装置230は、第一基板211の表面211aにピントを合わせてノズル20を撮像するカメラ40を更に備えている。
この構成によれば、第一基板211の表面211aにノズル20が接近したときにピントが合うため、カメラ40の撮像画像によってノズル20を明確に認識することができる。そのため、カメラ40の撮像画像を見ながらノズル20を第一基板211の表面211aに容易に接近させることができる。したがって、第一基板211の表面211aとノズル20とを精度良く容易に位置決めすることができる。In the
According to this configuration, since the focus is achieved when the
また、回収システム201において、ノズル20は、第一基板211の表面211aに当接されている。
この構成によれば、ノズル20と第一基板211とを離反した場合と比較して、外部の異物を吸引することを回避することができる。したがって、微粒子Mと異物との混在(コンタミネーション)を回避するとともに、所望の微粒子Mを確実に吸引することができる。加えて、第一基板211の貫通孔211hと支持層213の連通孔213hとの間でのみ微粒子Mそのものを巻き込んだ吸気の流れを作ることができるため、ノズル20と第一基板211とを離反した場合と比較して、ノズル20の吸引力を低く抑えることができる。In the
According to this configuration, it is possible to avoid sucking external foreign matters as compared with the case where the
(第二実施形態に係る構造体の変形例)
次に、第二実施形態に係る構造体210の変形例について、図13〜図16を用いて説明する。
図13〜図16は、構造体210の変形例を示す斜視図である。
図13〜図16に示すように、本変形例では、第二実施形態に係る構造体210に対して、支持層213の態様が特に異なる。図13〜図16において、第二実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。(Modification of structure according to second embodiment)
Next, a modified example of the
13 to 16 are perspective views showing modifications of the
As shown in FIGS. 13-16, in this modification, the aspect of the
図13に示すように、本変形例の構造体210Aにおいて、支持層213には、貫通孔211hに連通する複数の連通孔213iが形成されている。複数の連通孔213iは、Z軸方向において貫通孔211hと重なる部分にのみ配置されている。平面視で、連通孔213iは、スリット形状(具体的には、1つの長方形状と1つの半円形状とが並んだ形状)をなしている。
As shown in FIG. 13, in the
図14に示すように、本変形例の構造体210Bにおいて、支持層213には、貫通孔211hに連通する複数の連通孔213jが形成されている。複数の連通孔213jは、Z軸方向において貫通孔211hと重なる部分にのみ配置されている。平面視で、連通孔213jは、中心角が120度程度の3つの扇形が周方向に並んだ形状をなしている。
As shown in FIG. 14, in the
図15に示すように、本変形例の構造体210Cにおいて、支持層213には、貫通孔211hに連通する複数の連通孔213kが形成されている。複数の連通孔213kは、Z軸方向において貫通孔211hと重なる部分にのみ配置されている。平面視で、連通孔213kは、中心角が90度程度の4つの扇形が周方向に並んだ形状をなしている。
As shown in FIG. 15, in the
図16に示すように、本変形例の構造体210Dにおいて、支持層213には、貫通孔211hに連通する複数の連通孔213mが形成されている。複数の連通孔213mは、Z軸方向において貫通孔211hと重なる部分にのみ配置されている。平面視で、連通孔213mは、4つの正方形が周方向に並んだ形状をなしている。
As shown in FIG. 16, in the
なお、支持層213の態様(連通孔の態様)は、図13〜図16に例示したものに限らず、種々の態様を採用することができる。 Note that the mode of the support layer 213 (the mode of the communication hole) is not limited to those illustrated in FIGS. 13 to 16, and various modes can be adopted.
(第三実施形態)
以下、本発明の第三実施形態について、図17〜図19を用いて説明する。
図17は、第三実施形態に係る回収システム301の概略構成を示す平面図である。
図17に示すように、本実施形態では、第二実施形態に対して、検出装置360を更に備えた点で特に異なる。図17〜図19において、第二実施形態と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 17 is a plan view showing a schematic configuration of a
As shown in FIG. 17, this embodiment is different from the second embodiment in that a
<検出装置>
図17に示すように、平面視で、検出装置360は、吸引回収領域36aと重なる位置に配置されている。検出装置360は、第一検出装置361と、第二検出装置362と、を備えている。<Detection device>
As shown in FIG. 17, the
図18は、第一検出装置361の概略構成を示す図である。
図18に示すように、第一検出装置361は、検出光としてレーザー光を用いることで、第一基板211の表面211aの高さ及び平行度を非接触方式で測定可能である。第一検出装置361は、不図示の固定部材によって基台2(図17参照)に固定されている。
そのため、第一検出装置361は、ステージ36上に載置された構造体210に対して相対的な位置が固定されたものとなっている。これにより、第一検出装置361は、精度の高い測定を行うことが可能である。FIG. 18 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
As shown in FIG. 18, the
Therefore, the relative position of the
第一検出装置361は、検出光L1を発する発光部361aと、検出光L1を受ける受光部361bと、を備えている。例えば、発光部361aは、検出光L1として光径が1μmのレーザー光を発する。受光部361bは、発光部361aから発せられて第一基板211の表面211aで反射された検出光L1を受ける。
The
例えば、発光部361aは、YAGレーザーである。受光部361bは、第一基板211の表面211aで反射されて受光部361bに検出光L1が到達するまでの時間、及び第一基板211の表面211aによる検出光L1の反射角度等に基づいて、第一基板211の高さ(Z軸方向の座標位置)及び平行度に関する情報を取得する。第一検出装置361は、検出結果を制御装置3に出力する。
For example, the
図19は、第二検出装置362の概略構成を示す図である。
図19に示すように、第二検出装置362は、検出光としてレーザー光を用いることで、ノズル20の先端部21の高さを非接触方式で計測可能である。第二検出装置362は、不図示の固定部材によって基台2(図17参照)に固定されている。そのため、第二検出装置362は、ノズル20に対して相対的な位置が固定されたものとなっている。これにより、第二検出装置362は、精度の高い測定を行うことが可能である。FIG. 19 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
As shown in FIG. 19, the
加えて、第二検出装置362は、計測位置と待機位置との間で移動可能となっている。例えば、第二検出装置362によってノズル20の検出を行わない場合、第二検出装置362をアーム32よりも上方の待機位置に退避させることで、ノズル20の動作を妨げないようになっている。
In addition, the
第二検出装置362は、検出光L2を発する発光部362aと、検出光L2を受ける受光部362bと、を備えている。例えば、発光部362aは、検出光L2として光径が1μmのレーザー光を発する。受光部362bは、発光部362aから発せられた検出光L2を受ける。
The
例えば、発光部362aは、YAGレーザーである。受光部362bは、発光部362aから発せられた検出光L2がノズル20の先端部21で遮られることで変化する検出光L2の受光量(輝度)等に基づいて、ノズル20の先端部21の高さ(Z軸方向の座標位置)に関する情報を検出する。第二検出装置362は、検出結果を制御装置3に出力する。
For example, the
以上のように、本実施形態に係る回収システム301は、第一検出装置361及び第二検出装置362を備えたことで、第一基板211、及びノズル20の先端部21の高さに関する情報を非接触方式で検出することができる。よって、第一基板211及びノズル20に接触に伴うダメージを与えることなく、且つ接触に伴う位置ズレを生じさせることなく、第一基板211及びノズル20の位置情報を高精度で検出することが可能である。
ところで、第一検出装置361による第一基板211の表面211aの検出は、表面211aの全域について実施するものでは無い。そのため、表面211aの一部の領域(検出エリアの外側の領域)に何らかの理由によって僅かな凹凸が生じていることも想定される。そのため、作業者が入力装置5(例えば、キーボード)により、上記データに対して数μmのマージンを加えることが可能となっていてもよい。この場合、第一検出装置361で検出した第一基板211の表面211aの高さデータに所定のマージンを加えたものを、第一表面211aの高さとして設定することができる。As described above, the
By the way, the detection of the
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、第一基板211に複数の貫通孔211hが形成された例を挙げたが、これに限らない。例えば、第一基板211に1つの貫通孔211hのみが形成されていてもよい。すなわち、構造体210が1つの微粒子Mのみを収容可能であってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. For example, in the above-described embodiment, an example in which the plurality of through
また、上記実施形態では、XYアライメントを目視により行う例を挙げたが、これに限らない。例えば、XYアライメントを、マーキング12を基準として自動的に行ってもよい。例えば、制御装置3は、XY駆動機構37を制御して、X軸方向及びY軸方向において基板10とノズル20とが一致するように、XYアライメントを行ってもよい。
Moreover, although the example which performs XY alignment by visual observation was given in the said embodiment, it is not restricted to this. For example, the XY alignment may be automatically performed based on the marking 12. For example, the control device 3 may control the
なお、上記において実施形態又はその変形例として記載した各構成要素は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜組み合わせることができるし、また、組み合わされた複数の構成要素のうち一部の構成要素を適宜用いないようにすることもできる。 In addition, each component described as embodiment or its modification in the above can be combined suitably, in the range which does not deviate from the meaning of this invention, and some components are combined among several combined components. It is also possible not to use as appropriate.
10…基板、10a…表面、11…凹部、20…ノズル、31…ノズル昇降機構、39…判定部、40…カメラ、H1…微粒子の大きさ、H2…ノズルと基板との間隔、201,301…回収システム、210,210A,210B,210C,210D…構造体、211…第一基板、211a…表面(第一基板の支持層とは反対側の面)、211h…貫通孔、212…第二基板、213…支持層、213h,213i,213j,213k,213m…連通孔、230…ノズル位置計測装置、235…構造体移動機構、M…微粒子、V1…第一方向、V2…第二方向
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ノズルは、第一方向に移動可能であるとともに、前記第一方向と交差する第二方向に前記基板の移動に非同期で又は独立して移動可能であり、
前記ノズルを前記第一方向に沿わせて前記基板に対し昇降させるノズル昇降工程と、
前記ノズル昇降工程の後、前記基板を前記第二方向に移動させる基板移動工程と、
前記基板移動工程において、前記基板とともに前記ノズルが動くか否かを判定する判定工程と、を含む
ノズル位置計測方法。 A nozzle position measurement method for measuring the position of a nozzle with respect to a substrate,
The nozzle is movable in a first direction and is movable asynchronously or independently of movement of the substrate in a second direction intersecting the first direction.
A nozzle elevating step of elevating relative to the substrate and along the nozzle in the first direction,
After the nozzle lift step, a substrate moving step of moving the substrate in the second direction,
A determination step of determining whether or not the nozzle moves together with the substrate in the substrate movement step.
請求項1に記載のノズル位置計測方法。 The nozzle position measuring method according to claim 1, wherein in the nozzle raising / lowering step, the nozzle is imaged with a camera in focus on the surface of the substrate.
前記位置調整工程では、前記ノズルが動いたと判定されたときは前記ノズルを前記基板から離反させ、前記ノズルが動かないと判定されたときは前記ノズルを静止させたままとする
請求項1又は2に記載のノズル位置計測方法。 Based on the determination result in the determination step, further includes a position adjustment step of adjusting the relative position of the nozzle and the substrate,
3. The position adjusting step causes the nozzle to move away from the substrate when it is determined that the nozzle has moved, and keeps the nozzle stationary when it is determined that the nozzle does not move. Nozzle position measurement method described in 1.
請求項3に記載のノズル位置計測方法。 The nozzle position measuring method according to claim 3, wherein, in the position adjusting step, the interval between the nozzle and the substrate is made smaller than the size of the fine particles accommodated in the concave portion of the substrate.
前記ノズルは、第一方向に移動可能であるとともに、前記第一方向と交差する第二方向に前記構造体の移動に非同期で又は独立して移動可能であり、
前記構造体は、
前記微粒子を収容可能に貫通する貫通孔が形成された第一基板と、
前記第一基板に対向する第二基板と、
前記第一基板と前記第二基板との間に配置されるとともに、前記貫通孔に連通する連通孔が形成され、かつ前記微粒子を支持可能な支持層と、を備え、
前記第一基板に対する前記ノズルの位置を計測するノズル位置計測装置を更に備え、
前記ノズル位置計測装置は、
前記ノズルを前記第一方向に沿わせて前記第一基板に対し昇降させるノズル昇降機構と、
前記ノズルを前記第一方向に沿わせて前記第一基板に対し昇降させた後、前記構造体を前記第二方向に移動させる構造体移動機構と、
前記構造体を前記第二方向に移動させたときに、前記構造体とともに前記ノズルが動くか否かを判定する判定部と、を備える
回収システム。 A recovery system comprising a structure that can store fine particles, and a nozzle that sucks and recovers the fine particles stored in the structure,
The nozzle is movable in a first direction and is movable asynchronously or independently of movement of the structure in a second direction intersecting the first direction,
The structure is
A first substrate formed with a through-hole penetrating the fine particles;
A second substrate facing the first substrate;
A support layer that is disposed between the first substrate and the second substrate, has a communication hole that communicates with the through-hole, and can support the fine particles, and
A nozzle position measuring device for measuring the position of the nozzle with respect to the first substrate;
The nozzle position measuring device is
A nozzle elevating mechanism for elevating to said first substrate and along said nozzle to said first direction,
After allowed along the nozzle in the first direction to lift relative to the first substrate, the structure moving mechanism for moving the structure in the second direction,
A determination unit that determines whether the nozzle moves together with the structure when the structure is moved in the second direction.
前記第一基板の表面にピントを合わせて前記ノズルを撮像するカメラを更に備える
請求項5に記載の回収システム。 The nozzle position measuring device is
The collection system according to claim 5 , further comprising a camera that focuses the surface of the first substrate and images the nozzle.
請求項5または6に記載の回収システム。 The nozzle, the recovery system according to claim 5 or 6 is in contact with the surface opposite to the supporting layer of the first substrate.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016191974 | 2016-09-29 | ||
JP2016191974 | 2016-09-29 | ||
PCT/JP2017/033070 WO2018061775A1 (en) | 2016-09-29 | 2017-09-13 | Nozzle position measuring method and collection system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018061775A1 JPWO2018061775A1 (en) | 2019-04-18 |
JP6623304B2 true JP6623304B2 (en) | 2019-12-18 |
Family
ID=61759586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018542363A Active JP6623304B2 (en) | 2016-09-29 | 2017-09-13 | Nozzle position measurement method and collection system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6623304B2 (en) |
WO (1) | WO2018061775A1 (en) |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4033468B2 (en) * | 2003-07-28 | 2008-01-16 | 株式会社スギノマシン | Nozzle tip position measuring device and spotting device using the same |
WO2005121746A1 (en) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | The University Of British Columbia | Reagent delivery apparatus and methods |
JP4646311B2 (en) * | 2005-11-22 | 2011-03-09 | 株式会社スギノマシン | Nozzle tip reference height position adjustment device and sampling device |
US7849738B2 (en) * | 2006-03-13 | 2010-12-14 | Sonoplot, Inc. | Device for detecting interaction with an object |
JP4540070B2 (en) * | 2006-06-09 | 2010-09-08 | 株式会社スギノマシン | Micro sample collection apparatus and micro sample collection method |
JP4999086B2 (en) * | 2007-03-06 | 2012-08-15 | 古河電気工業株式会社 | Fine particle screening apparatus and fine particle screening method |
JP5157246B2 (en) * | 2007-05-16 | 2013-03-06 | 富士通株式会社 | Small-diameter cell body capturing chip and manufacturing method thereof |
JP2009236838A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Sugino Mach Ltd | Specimen recovering method and recovering device |
JP5143636B2 (en) * | 2008-06-11 | 2013-02-13 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Automatic analyzer |
JP5665284B2 (en) * | 2009-05-29 | 2015-02-04 | キヤノン株式会社 | Object holding sheet, test method and object processing apparatus |
EP2908116A4 (en) * | 2012-10-09 | 2016-11-02 | Furukawa Electric Co Ltd | Screening device and screening method |
JP6180745B2 (en) * | 2013-01-30 | 2017-08-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Nucleic acid analyzer |
JP6461580B2 (en) * | 2014-12-05 | 2019-01-30 | 東京応化工業株式会社 | Screening apparatus and screening method |
TWI724028B (en) * | 2015-09-29 | 2021-04-11 | 日商東京應化工業股份有限公司 | Substrate, structure body, method for manufacturing the structure body, method for selecting cells, method for producing cells, and method for producing secreted material |
-
2017
- 2017-09-13 JP JP2018542363A patent/JP6623304B2/en active Active
- 2017-09-13 WO PCT/JP2017/033070 patent/WO2018061775A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018061775A1 (en) | 2018-04-05 |
JPWO2018061775A1 (en) | 2019-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6469592B2 (en) | Automatic position locator for height sensor in dispensing system | |
JP6881923B2 (en) | A device that mounts components on a board | |
JP2007139704A (en) | Regulator for reference height position of nozzle tip, and sampler | |
US10254307B2 (en) | Scanning probe microscope | |
US7274433B2 (en) | Objective, optical analyzer, method of driving optical analyzer, and microscope | |
WO2018061973A1 (en) | Method and system for recovering fine particles | |
JP2007024537A (en) | Dispenser | |
JP6120710B2 (en) | Cutting equipment | |
JP2008070237A (en) | Substrate inspection device | |
JP2008509426A6 (en) | Equipment for inspection of fine elements | |
JP2008509426A (en) | Equipment for inspection of fine elements | |
JP2010135484A (en) | Braking device and method | |
JP6623304B2 (en) | Nozzle position measurement method and collection system | |
JP2006284435A (en) | Probe holding device, measuring device using it, processing device, optical device, and surface shape measuring device | |
JP2008102014A (en) | Apparatus and method for measuring surface profile | |
JP2012253059A (en) | Electronic component mounting device | |
JP2005268486A (en) | Marking method, marking apparatus and test device | |
JP2005233669A (en) | Scanning probe microscope | |
JP6461580B2 (en) | Screening apparatus and screening method | |
JP6644513B2 (en) | Nozzle tip positioning mechanism and microplate processing device | |
KR101533826B1 (en) | Surface defect inspection apparatus | |
JP4534080B2 (en) | Work inspection device | |
JP2006138654A (en) | Tangible component analyzer and tangible component analysis method | |
JP4818837B2 (en) | Component thickness measuring method and component mounting apparatus in component mounting apparatus | |
JP3037849B2 (en) | Small protrusion removal device and color filter repair device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190827 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191011 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191125 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6623304 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |