(57)【要約】【課題】プラットフォームを含む自動ラボウェアマーキングシステムを提供する。プラットフォームはラボウェアを収容する少なくとも一つのスロットを含む。ラボウェアはラックおよび複数のラボウェア容器を含む。ラックは複数のラボウェア容器を収容する複数のキャビティをさらに含む。自動ラボウェアマーキングシステムはラボウェアにマーキングを行うマーキング装置を含む。第１センサはラボウェア上のマーキングを行うマーキング領域を検出する。第２センサはラボウェア容器がマーキング装置によってマーキングされる前に、各ラボウェア容器の情報を取得するように構成される。マニピュレータは少なくとも一つのラボウェア容器をラックからラボウェア保持装置に移動させ、その少なくとも一つのラボウェア容器をマーキング装置によるマーキングに適した位置に置く。【選択図】図１
2021513086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動ラボウェアマーキングシステムであって、
プラットフォームであって、ラボウェアを収容する少なくとも一つのスロットを含み、前記ラボウェアはラックおよび複数のラボウェア容器を含み、前記ラックは前記複数のラボウェア容器を収容する複数のキャビティをさらに含むプラットフォームと、
前記ラボウェアにマーキングを行うマーキング装置と、
前記ラボウェア上にマーキングを行うためのマーキング領域を検出する第１センサと、
各ラボウェア容器の情報を、該ラボウェア容器が前記マーキング装置によってマーキングされる前に、取得するように構成された第２センサと、
マニピュレータとを備え、該マニピュレータは少なくとも一つのラボウェア容器を前記ラックからラボウェア保持装置に移動させ、前記少なくとも一つのラボウェア容器を前記マーキング装置によるマーキングに適した場所に置く、自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項２】
コントローラをさらに含み、該コントローラは命令を含む電子ファイルを受信するように構成され、前記コントローラは前記命令に従ってラボウェアを取り出すように前記マニピュレータを制御し、前記コントローラは前記電子ファイルに従って前記ラボウェアにマーキングを行うように前記マーキング装置を制御する、請求項１に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項３】
前記ラックはラボウェア容器を収容するための１６ｘ２４，１４ｘ１４，１２ｘ１２，１０ｘ１０，８ｘ１２，９ｘ９，６ｘ８，４ｘ６および３ｘ４のマトリクス、または２ｘ３のキャビティを含む、請求項１に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項４】
前記マニピュレータは２次元または３次元の移動機能を有する、請求項１に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項５】
前記マニピュレータは回転移動機能を有する、請求項１に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項６】
前記マーキング装置はレーザ、赤色レーザ光線、エングレーバ、プリンタ、サーマル印刷システム、サーマルストリップラベラ、またはチップを内蔵した装置である、請求項１に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項７】
前記第１センサは前記マーキング領域の境界の位置を検出し、前記マニピュレータは、前記マーキング領域の境界の位置に基づき、マーキングに適する位置に前記ラボウェアを載置する、請求項１に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項８】
自動ラボウェアマーキングシステムであって、
プラットフォームであって、ラボウェアを収容する少なくとも一つのスロットを含み、前記ラボウェアはラックおよび複数のラボウェア容器を含み、前記ラックは前記複数のラボウェア容器を収容する複数のキャビティをさらに含むプラットフォームと、
前記ラボウェアにマーキングを行うマーキング装置と、
前記ラボウェア上にマーキングを行うためのマーキング領域を検出する第１センサと、
各ラボウェア容器の情報を、該ラボウェア容器が前記マーキング装置によってマーキングされる前に、取得するように構成され、各ラボウェア容器のさらなる情報を、該ラボウェア容器が前記マーキング装置によってマーキングされた後に、取得するように構成された第２センサと、
マニピュレータとを備え、該マニピュレータは少なくとも一つのラボウェア容器を前記ラックからラボウェア保持装置に移動させ、前記少なくとも一つのラボウェア容器を前記マーキング装置によるマーキングに適した場所に載置する、自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項９】
コントローラをさらに含み、該コントローラは命令を含む電子ファイルを受信するように構成され、前記コントローラは前記命令に従ってラボウェアを取り出すように前記マニピュレータを制御し、前記コントローラは前記電子ファイルに従って前記ラボウェアにマーキングを行うように前記マーキング装置を制御する、請求項８に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項１０】
前記ラックはラボウェア容器を収容するための１６ｘ２４，１４ｘ１４，１２ｘ１２，１０ｘ１０，８ｘ１２，９ｘ９，６ｘ８，４ｘ６および３ｘ４のマトリクス、または２ｘ３のキャビティを含む、請求項８に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項１１】
前記マニピュレータは２次元または３次元の移動機能を有する、請求項８に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項１２】
前記マニピュレータは回転移動機能を有する、請求項８に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項１３】
前記マーキング装置はレーザ、赤色レーザ光線、エングレーバ、プリンタ、サーマル印刷システム、サーマルストリップラベラ、またはチップを内蔵した装置である、請求項８に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項１４】
前記第１センサは前記マーキング領域の境界の位置を検出し、前記マニピュレータは、前記マーキング領域の境界の位置に基づき、マーキングに適する位置に前記ラボウェアを載置する、請求項８に記載の自動ラボウェアマーキングシステム。
【請求項１５】
ラボウェアであって、
試料を収容する内部キャビティを含む容器と、
前記容器の外面に貼付されるラベル構造体とを備え、該ラベル構造体はさらに、
前記ラボウェアを一意に識別する事前に適用された情報を含む第１部分と、
カスタマイズされた情報がマーキングされるように構成された第２部分とを含む、ラボウェア。
【請求項１６】
前記ラベル構造体は前記容器とは異なる材料で作られ、前記ラベル構造体は前記容器の底部の周りを覆い、前記ラベル構造体は前記容器の側壁の少なくとも一部を覆う、請求項１５に記載のラボウェア。
【請求項１７】
前記第２部分はマーキング装置によってマーキングすることが可能であり、前記マーキング装置はレーザ、赤色レーザ光線、エングレーバ、プリンタ、サーマル印刷システム、サーマルストリップラベラ、またはチップを内蔵した装置である、請求項１５に記載のラボウェア。
【請求項１８】
前記ラベル構造体は、前記第２部分の前記事前に適用された情報および／またはマーキングされた情報の可読性を高める材料または色に作られる、請求項１５に記載のラボウェア。
【請求項１９】
前記事前に適用された情報は、人間または機械によって読み取られる機能を有する、請求項１５に記載のラボウェア。
【請求項２０】
前記カスタマイズされた情報は、人間または機械によって読み取られる機能を有する、請求項１５に記載のラボウェア。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、「ラボウェアの情報マーキングシステムおよび方法」と題する、２０１８年２月２日出願の米国仮出願第６２／６２５，４６６号の利益を主張し、その内容全体を全ての目的のため、本明細書に取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本開示は自動情報マーキングシステムに関する。より具体的に、本開示は、マーキング装置と、マーキング面への情報のマーキングにより適したものになるように最適化されたラボウェアとを備える、情報マーキングシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
研究、診断およびその他の活動のため、試料の取り扱いおよび保管プロセスを迅速化するために、現代の産業界および学術界にとって、試料の大容量、大量処理が益々重要になってきている。
【０００４】
取り扱いおよび保管プロセス中、試料は何らかの容器に保管する必要がある。このような容器をラボウェアと称することができる。
【０００５】
ラボウェアは多くの様々な研究室で広く利用されている。研究室は、大学、製薬会社、医療企業（例えば診断検査室など）、バイオバンク、法医学機関、農業バイオテク企業（種子企業など）、化学会社などの活動において、重要な役割を果たしている。
【０００６】
このような企業は、ＤＮＡ定量化、ＰＣＲ、ラボオンチップ、生物分析、抗体供給、コホート試料捕集、フィールド試料捕集などの分野で活動を行うことができる。
【０００７】
情報をマーキングするのに適したラボウェアには、試料を保持するチューブ、カセット、キャップ、キャリアなどがある。キャリアには、ラック、ラボオンチップキャリア、（ｑ）ＰＣＲプレートなどがある。
【０００８】
各試料を確実かつ長期にわたって識別するために、取扱いおよび保管中、試料は安全かつ確実な方法で追跡可能でなければならない。
【０００９】
試料の入ったラボウェアにはその試料に関する情報をマーキングして、ラボウェアに含まれている試料が追跡可能であるようにする必要がある。
【００１０】
現在、研究者達は、ラボウェアに永久に装着されないマーキングを使用して、そのような情報をラボウェアに手作業でマーキングしている。状況に応じ、フェルトペンを用いてラボウェアに直接書き込んだり、直接印刷を行うチューブバイチューブ（tube−by−tube）マーキング装置などを使ってマーキングが行われている。他の状況において、情報はラボウェアに装着される粘着ラベルに手書きで記載または印刷される。さらに別の状況においては、ラボウェアのサイズが小さいため、手作業によるマーキングが物理的に不可能な場合がある。またさらに別の状況においては、ラボウェアの材料など、他の理由により、手作業によるマーキングが物理的に不可能な場合がある。
【００１１】
情報がラボウェアに手書きで付される場合、情報が誤っている可能性がある。また、手書きの情報は明確に読めないリスクもある。従って、従来の手作業によるマーキング方法では人為的ミスが発生しやすい。
【００１２】
粘着ラベルに情報が記載されている場合、情報の所有者はラベルをラボウェアから容易に取り外すことができる。従って、従来のマーキング方法では、試料の取り扱いおよび保管プロセス中にマーキングが失われるリスクがあった。その後の試料のトレーサビリティが失われることで、対応する研究開発が危険にさらされる可能性が生じる。
【００１３】
ラボウェアの大容量、大量処理の増加により、従来の（手作業による）マーキング方法のリスクが大幅に増加する。
【００１４】
本発明は、安全かつ持続的にラボウェアに情報をマーキングするシステムを提供し、それにより、試料および／または試料を表す情報が失われるリスクを最小限に抑える。マーキングシステムは、あらゆる種類の研究所および製造設備で使用することができる。
【発明の概要】
【００１５】
本開示は、一般に、マニピュレータを使用した自動化された方法により、ラボウェアにマーキングを行う情報マーキングシステムに関する。より具体的に、本開示は、マーカとラボウェアとを備えた情報マーキングシステムに関する。ラボウェアは、マーキング面への情報のマーキングに特に適するよう、最適化することができる。ラボウェアの種々の特徴を記載した、Ｗｉｊｎｓｃｈｅｎｋらによる米国特許第６，２７０，７２８号の全体を、本開示の一部である別紙Ａとして本明細書に取り込む。
【００１６】
本明細書に開示された情報マーキングシステムの実施形態は、人為的ミスが起こりやすく、試料のトレーサビリティを失うリスクのある、ラボウェアをマーキングする手動プロセスを取り除くことを目的としたものである。マーキングシステムは、完全に自動化された方法でラボウェアに情報をマーキングし、人為的ミスのリスクを最小限に抑える。マーキングシステムは、ラボウェアに消えないように永久的にマーキングが装着されるように、情報をラボウェアにマーキングし、試料のトレーサビリティが失われるリスクを最小限に抑える。
【００１７】
ユーザはマーキングシステムによって、ラボウェアおよび／またはラボウェアの内部に保管されている試料に関する情報をラボウェア製品にマーキングすることができる。マーキングシステムによって適用されるマーキングには、従来のマーキング方法を使用してラボウェア製品に物理的に適用できる情報の量とタイプよりも、各試料に関するはるかに多くの情報およびはるかに多くの多様な情報が含まれ得る。
【００１８】
本明細書に提供される情報マーキングシステムおよびその種々の実施形態では、情報をラボウェアに種々の方法でマーキングすることができる。一実施形態において、ラボウェアは自動操作でマーカに供給され、マニピュレータによってマーカの所定位置に運ばれる。別の実施形態において、ラボウェアはマニピュレータによってマーカに供給されるが、ラボウェアはラボウェアホテルから引き出されるため、先の実施形態よりも容量が大幅に増加する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の一実施形態に係るマーキングシステムを示す図である。
【図２】本開示の一実施形態に係るマーキングシステムを示す図である。
【図３】本開示の一実施形態に係るラボウェア保持装置を示す図である。
【図４】本開示の一実施形態に係るラボウェア保持装置を示す図である。
【図５】本開示の一実施形態に係るマーキングシステムを示す図である。
【図６】本開示の一実施形態に係る、ラックを収容する６ｘ４のスロットを有するラボウェアホテル引き出しシステムの例を示す図である。
【図７】本開示の一実施形態に係る、ラボウェアをマーキングする方法１１００を示すフローチャートである。
【図８】本開示の一実施形態に係る、ほとんどの操作が行われる主要画面のグラフィカルユーザインターフェース（Graphical User Interface:ＧＵＩ）を示す図である。
【図９】本開示の一実施形態に係るラック編集のＧＵＩを示す図である。
【図１０】本開示の一実施形態に係る、ユーザがグローバルラボウェアリストを見て編集できるようにするＧＵＩを示す図である。
【図１１】本開示の一実施形態に係る、ユーザがレーザテンプレートファイルを管理できるようにするＧＵＩを示す図である。
【図１２】本開示の一実施形態に係る、マーキングの付されたラボウェア容器の種々の実施形態を示す図である。
【図１３】本開示の一実施形態に係る、マーキングの付されたラボウェア容器の種々の実施形態を示す図である。
【図１４】本開示の一実施形態に係る、ラックに整列された複数のラボウェア容器を示す図である。
【図１５】本開示の一実施形態に係る、ラボウェア容器の９６フォーマットの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．定義
【００２１】
「ラボウェア」という用語は、例えば試料などの物質を、識別、処理、分析、保管などの目的で保持する容器を含む。ラボウェア容器は、チューブ、カセット、皿などとすることができる。ラボウェア容器は、３８４（１６ｘ２４），１９６（１４ｘ１４），１４４（１２ｘ１２），１００（１０ｘ１０），９６（８ｘ１２），８１（９ｘ９），４８（６ｘ８），２４（４ｘ６），１２（３ｘ４），６（２ｘ３）または別のユニット数のマトリクスで整列させることができる。ラボウェアはまた、ラボウェア容器を閉じるキャップ（スクリューキャップ、プッシュキャップ、プラグ式キャップなど）を備えることができる。ラボウェア容器は、例えばラックなどのレセプタクル、または他のレセプタクルに整列させることができる。レセプタクルは、ＡＮＳＩ／ＳＬＡＳフォーマットまたは異なるフォーマットに基づくものであってよい。ラボウェアはまた、ガラスのスライドまたはプレート、例えば、顕微鏡の試料スライド、ペトリ皿などであってもよい。ラボウェアは、プラスチック（例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳ、ＰＥＴ、ＰＣなど）、金属（例えば、鋼、アルミニウムなど）、ガラス、または目的に適したその他の材料で作成することができる。
【００２２】
「試料」および「物質」という用語は、ラボウェアに保管される対象の材料を意味するために互換的に使用され得る。そのような試料または物質は、液体、粉末、組織、種子、または実験室の人によって使用される任意のその他の材料であってもよい。
【００２３】
「情報」という用語は、ラボウェアおよび/またはラボウェア容器によって保持される物質に関する個別化またはグループ化された、追跡可能な情報を意味する。情報には、テキスト、文字、数字、記号、画像、コーディング（１Ｄ、２Ｄ、ＱＲなど）などの形式がある。情報はまた、容器内の物質の量、容器内の物質の製造日、ラボウェアの取扱い日、容器内の物質に関する個人情報などとすることもできる。情報はまた、情報マーキングシステムのユーザによって要求される任意のその他の情報でもあり得る。情報は一つのコードのみの形態、またはコードを組み合わせた形態でもあり得る。
【００２４】
「コーディング」という用語は、マーキングシステムによってラボウェアにマーキングされた情報を意味する。この用語はまた、リーダやスキャナなどで読み取ることができ、マーキングシステムによるマーキングのインプットとして使用することのできる、ラボウェアに事前に適用された情報を指す場合もある。
【００２５】
「マーキング」という用語は、情報をラボウェアにマーキングするプロセスを意味する。マーキングは、レーザエッチング、彫刻、印刷（例えば、インク、サーマル印刷、インクジェット印刷、または他の印刷手法を使用）、ラベル貼付、チップの内蔵などによって行うことができる。
【００２６】
「チップ」という用語は、無線周波数識別（Radio Frequency Identification:ＲＦＩＤ）チップ、マイクロ電気機械システム（Micro Electro Mechanical System：ＭＥＭＳ）チップ、マイクロトランスポンダ、またはワイヤレス信号を使用してセンサで読み取ることのできる、機械的情報キャリアのことを指す。
【００２７】
「ラベル領域」および「マーキング領域」という用語は互換的に使用して、コーディングでマーキングするために使用されるラボウェア上の領域を指すことができる。この領域は、マーキングの品質を高めるため、マーキングのために最適化することができる。
【００２８】
「ラベル領域またはマーキング領域検出システム」という用語は、マーキングのために最適化されたラボウェアのマーキング領域を検出するシステムを意味する。検出は、ラベル領域の有無の検出、または別の方法の使用によって行うことができる。ラボウェアがマーカに対して最適に配置されるようにラボウェアを正確に方向付けするため、ラボウェアのマーキング領域を正確に検出することは重要である。検出システムは、例えば、ソフトウェア、センサ、光検出システムなどを含むカメラなどの、視覚システムとすることができる。
【００２９】
「検出する」および「検出」という用語は、ラベル領域またはマーキング領域検出システムの働きを指す。
【００３０】
「プラットフォーム」という用語は、ラボウェア容器やラックなどの一つまたは複数のラボウェアを収容するための、一つまたは複数のホルダまたはスロットを有することのできる情報マーキングデバイスの場所を指す。
【００３１】
「マニピュレータ」という用語は以下の態様を含む。一態様において、マニピュレータは、ピックヘッド、グリッパなどを含み、ラボウェアを保持し、ラボウェアを移動および回転させることのできるＸＹＺロボットシステムとすることができる。別の態様において、マニピュレータは、ラボウェアをある場所から別の点および／または場所に移動させ、マーキングのために所定の場所に置いて保持するロボットアームまたは別の機械的手段とすることができる。またさらに別の態様において、マニピュレータは、マーキングシステムを使用する人間および／またはユーザとすることができる。
【００３２】
「回転ホルダ」という用語は以下の態様を含む。回転ホルダは、回転ホルダまたはマニピュレータを回転させることによってラボウェアをマーキングのための正確な位置に置きながらそれを所定の位置に保持することのできる、機械部品、ターンテーブル、ラボウェアホルダなどである。
【００３３】
「ラボウェアホテル」という用語は、システムの設置面積を大幅に増加させることなくラボウェアの数をＺ方向に増加させる、引き出しシステム、ラッキングシステム、ラック装填システムなどを意味する。
【００３４】
「コントローラ」という用語は、システムと一体になった部分か、外部からシステムに接続させることのできる、コンピュータ、プロセッサ、ミニコンピュータなどを指す。コントローラはソフトウェアを使用してマーキングシステムを操作する。
【００３５】
Ｂ．マーキング処理の概要
【００３６】
情報マーキングシステムは、ラボウェアを自動的に配置し、マーキングを行うシステムである。このシステムは、マーキング装置と特別に設計されたラボウェアとを備えている。
【００３７】
マーキング装置
【００３８】
マーキング装置はマーキング機械に収容されている。この機械は、例えばシャーシのような外部ケースを含んでいる。外部ケースは、全ての側面を（アルミニウムなどの）金属パネルで構成することができる。機械はドアを含んでいる。機械は、外部スタートボタン、外部リセットボタン、外部緊急停止ボタンまたはその他の制御ボタンなど、種々の制御ボタンを含んでいる。情報マーカのドアには小さな視界窓を設けることができる。視界窓は特別なレーザ安全ガラスで作成することができる。
【００３９】
マーキング装置は通常露出されない可動部分を有する。安全対策としてのドアインターロックは、ドアが開いているときに部品が動かないようにする。
【００４０】
マーキング機械はベンチトップ機械とすることができる。
【００４１】
マーカ機械はＣＥ／ＵＬ承認品である。マーカ機械には１１０／２４０Ｖの単相電源を使用することができる。種々の言語のユーザーマニュアルが含まれ得る。
【００４２】
一実施形態において、情報マーカは、レーザエッチングによるラボウェアのマーキングを最適化するレーザマーカを含む。他の実施形態において、例えば、彫刻、印刷（例えば、インク、サーマル印刷、インクジェット印刷、または他の印刷方法を使用）、ラベル貼付、チップの内蔵などの他のマーキング方法には他の手段を使用することができる。
【００４３】
レーザを備えた実施形態において、機械の内部には、ラボウェアのレーザマーキングのために最適化されたレンズを備えるレーザが収容されている。レーザシステムは、ラボウェアにマーキングするのに十分なエネルギーを持つレーザ光を放射する、高出力レーザヘッドを含むことができる。レーザはＦ２０ＣＷ１−Ｆ２０Ｃｏｍｐａｃｔなどとすることができる。レーザのレンズは任意の適切なレンズとすることができる。
【００４４】
一実施形態において、情報マーキングシステムは情報をマーキングするレーザを備える。レーザシステムは１本のレーザビームを放射する。従って、一つのラボウェアは一度にマーキングされる。このレーザシステムは、単一のスロットまたは単一のラボウェアホルダで動作する。
【００４５】
レーザを備える別の実施形態において、レーザシステムは複数のレーザビームを放射する。従って、複数のラボウェアを同時にマーキングすることができる。このレーザシステムは複数のラボウェアスロットまたはホルダで動作する。
【００４６】
他の実施形態において、情報マーキングシステムはサーマル印刷方法を使ってラボウェアのマーキングを行うことができる。サーマル印刷方法は、熱可塑性プラスチックのストリップを含む。熱可塑性プラスチックは、熱可塑性プラスチックの取付け面に適量の熱を加えることにより、ラボウェアに永久的に装着することができる。熱可塑性プラスチックは一つまたは複数の層を含むプラスチックストリップとすることができる。
【００４７】
一実施形態において、熱可塑性プラスチックは単一の層を含む。熱可塑性プラスチックはラボウェアに装着されるように構成された一つの表面を有する。熱可塑性プラスチックはマーキングされるように構成されたもう一つの表面を有する。熱可塑性プラスチックの表面へのマーキングは、ピクセル加熱、レーザマーキング、インク印刷、彫刻、またはチップの内蔵によって行うことができる。
【００４８】
別の実施形態において、熱可塑性プラスチックは２つの層を含む。第１層はラボウェアに装着させる第１面を有する。第１層は第２層の第１面に装着させる第２面を有する。第２層は、マーキングされた情報のコントラストを高める（可読性を向上させる）材料で作成されてもよいし、白や銀などの色に作成されてもよい。第２層のマーキングは、ピクセル加熱、レーザマーキング、インク印刷、彫刻、またはチップの内蔵によって行うことができる。第２層は、白、不透明、金属、または銀色に見えることがある。
【００４９】
さらに別の実施形態において、熱可塑性プラスチックは３つの層を含む。第１層はラボウェアに装着させる第１面を有する。第１層は第２層の第１面に装着させる第２面を有する。第２層はマーキングされた情報のコントラストを高める（可読性を向上させる）材料で作成してもよいし、白や銀などの色としてもよい。第２層のマーキングは、ピクセル加熱、レーザマーキング、インク印刷、彫刻、またはチップの内蔵によって行うことができる。第２層は、白、不透明、金属、または銀色に見えることがある。第３層は第２層を覆って第２層上のマーキング効果を保持して長持ちさせる透明なプラスチックであり得る。第３層は、第２層が第３層を通して適切なレーザによってマーキングされるよう、レーザを浸透させることができる。
【００５０】
情報マーキングシステムは一つまたは複数の視界窓を含むことができる。ユーザは視界窓から情報マーキングプロセスを見ることができる。マーキングを直接見ると永久的な目の損傷を引き起こす可能性があるため、高出力のレーザ光は健康を害する恐れがある。このため、安全対策として、視界窓を特別なレーザ保護ガラスで作成してもよい。
【００５１】
別の安全対策として、前面ドアにインターロックを設け、ドアが開いているときにレーザがアクティブにならないようにする。制御対策は次のとおりである。１．前面ドアインターロックおよびサイドパネルインターロックがアクティブでなければ、レーザがアクティブになることはない。２．レーザは、正面ドアに直接向けることも、外部から見ることもできないため、反射光のみのリスクが低減される。
【００５２】
レーザマーカはマーキングプロセス中に低レベルの有毒ガスを生成する場合がある。これらのガスはフィルタを通過する。制御対策は次のとおりである。１．排気に活性炭フィルタを設置する。２．ガス漏れを防ぐため、情報マーキングシステムのマーキングチャンバーを負圧に保つ。
【００５３】
図１および図２は、本開示の実施形態に係る情報マーキングシステムの種々の実施形態を示す。実施形態は以下の特徴を含み得る。マーキングプロセスは完全に自動化されており、６つのラック容量がある。マーキングプロセスは高速（例えば１５秒／ラボウェアコンテナ）で動作する。マーキングプロセスは、例えば２．５時間を超える高いウォークアウェイキャパシティ（walkaway capacity）を有する。マーキングシステムはラボウェアの正確な位置決めのためのマーキング領域検出システムを有する。マーキングシステムは、ラボウェア容器に事前に適用された情報を読み取るために組み込まれた、２Ｄコード及び１Ｄバーコードスキャナなどの、光学読み取りシステムを有する。マーキングシステムはラベル検証システムを有する。レーザは０．７５ｍｌ〜１５ｍｌのラボウェア容器の表面に直接マーキングされる。マーキングシステムはスプレッドシートファイル入力／出力機能を有する。
【００５４】
マーキングシステム１００はシャーシ１０２およびフロントドア１０８を含む。フロントドア１０８はシャーシ１０２にヒンジ留めされ、開閉可能である。フロントドア１０８は視界窓１１０を有する。マーキングシステム１００はスタートボタン１０４およびストップボタン１０６を含む。スタートボタン１０４によってオペレータはマーキングプロセスを開始することができる。ストップボタン１０６によってオペレータはマーキングプロセスを停止することができる。
【００５５】
マーキングシステム１００は内部キャビティを含む。内部キャビティはプラットフォームとして機能し、６つのラック１１６を収容するのに十分な底面１１２を有する。各ラックは複数のラボウェア容器１１８のマトリクスを含み得る。
【００５６】
マーキングシステム１００は、Ｘ−軸、Ｙ−軸、及びＺ−軸の全３次元で移動することができるＸＹＺロボットシステム１１４を含む。ＸＹＺロボットシステム１１４は、所望の情報をマーキングするために、各ラボウェア容器１１８を自動的に取り出し得る。一実施形態では、ＸＹＺロボットシステム１１４はラボウェア容器１１８に所望の情報を焼き付け、彫刻または印刷するレーザ光源を含み得る。別の実施形態では、マーキングシステム４００の内部キャビティに配置されたＸＹＺロボットシステム１１４から独立した、一つまたは複数のレーザ光源がある。ＸＹＺロボットシステム１１４はラボウェア容器を取り出し、それをマーキングのためにレーザ光源の前に置く。
【００５７】
マーキングシステム１００は完全に自動化された方法でマーキングプロセスを実行することができる。マーキングシステム１００は種々の命令を実行するプロセッサを有するコントローラを含み得る。マーキングシステム１００は例えばExcelファイルなどの第１のスプレッドシートをインポートし得る。第１スプレッドシートは、個々のラボウェア容器のＩＤ（例えば、ラボウェア容器の底面に事前に適用された２Ｄコード）および場所を含み得る。また第１スプレッドシートは、個々のラボウェア容器の所望のマーキング情報を含み得る。所望のマーキング情報は、ラボウェア容器に保管されている、またはこれから保管される試料を表している。
【００５８】
マーキングプロセスが行われた後、マーキングシステム１００は、ラボウェア容器のＩＤ、ラボウェア容器の場所およびマーキングされた情報の相互関係を示す第２スプレッドシートを生成し得る。第２スプレッドシートによってオペレータはマーキングプロセスが成功したか否かを簡単に確認することができる。
【００５９】
マーキングシステム１００，２００および５００はマーキング領域検出システムを含み得る。マーキング領域検出システムは、ラボウェアのラベル領域すなわちマーキング領域の位置を検出する。一実施形態において、マーキング領域はマーキング領域とツイストロック機構との相対位置によって検出される。例えば、ＸＹＺロボットシステムのグリッパはラボウェアを回転ホルダ３１４に移送し、そこに載置する。グリッパはわずかな圧力をかけてラボウェアを保持し、一方で回転ホルダは所定の回数だけ回転する。ツイストロック機構によってラボウェアが所定の位置にロックされると、ラボウェアは回転ホルダに固定される。ツイストロックの位置が決まると、マーキング領域の相対位置がわかる。
【００６０】
別の実施形態において、マーキング領域検出システムは光源および光学センサを使用し得る。検出システムは光源および光学センサを使用して反射の違いを感知し、マーキング領域を検出する。例えば、光源はラボウェアに光線を放射し得る。光学センサは光線の反射を検出し得る。一実施形態においてマーキング領域の反射率は低い。従って、ラボウェアは光線の前で回転する可能性があり、光線の反射が減少すると、マーキング領域の縁が検出される。さらに別の実施形態において、光学センサは、検出システムのソフトウェアによってデコードされるラボウェアの写真を撮るカメラとすることができる。
【００６１】
別の実施形態において、マーキング領域検出システムはツイストロック機構および光学センサ機構の両方を含み得る。光学機構によって識別されたマーキング領域の縁の位置は、ツイストロック機構によって識別されたマーキング領域の予想位置と比較される。
【００６２】
回転ホルダのツイストロックの位置は、回転ホルダのモータのエンコーダに対する設定基準を有する。マーキング領域の位置が識別されると、回転ホルダのモータは始動し、回転ホルダはマーキング領域をマーキング装置の正確な正しい位置に置く。
【００６３】
図２は、図１とは異なるマーキングシステムの別の実装形態を示している。
【００６４】
マーキングシステム２００はシャーシ２０２およびラボウェアをシャーシ２０２から出し入れできるようにするアクセスドア２０６を含む。マーキングシステム２００は複数のラック配置スロット２０４を含む。一実施形態において、マーキングシステム２００は１〜１２のラック配置スロットを含む。各ラックは複数のラボウェア容器を保持することができる。
【００６５】
マーキングシステム２００はさらにＸＹＺロボットシステム２０８を含む。ＸＹＺロボットシステム２０８は少なくとも３次元自由度、すなわち、Ｘ−，Ｙ−，およびＺ−軸を有する。一実施形態において、ＸＹＺロボットシステム２０８はＸ−Ｙ平面回転自由度も有し得る。ＸＹＺロボットシステム２０８は任意のラボウェア容器を取り出し、マーキングのためにそれをレーザマーキング装置２１２の前に運ぶことができる。一実施形態において、各ラボウェア容器のマーキングには１〜２０秒かかる。
【００６６】
マーキングシステム２００は走査レンズ２１０を備えるスキャナを含む。走査レンズ２１０はレーザマーキングプロセスを観察し、レーザマーキングプロセスにフィードバック制御を提供する。１０６４ｎｍ用Ｘ−Ｙガルバノメーターミラーマウントおよびミラーを備えるスキャナ偏向ユニット。スキャナは焦点距離１６０ｍｍ，反射防止保護ガラス、視野角１１０ｘ１１０ｍｍの対物レンズを含む。
【００６７】
マーキングシステム２００はさらにラボウェアホルダ２１４を含み得る。ラボウェアホルダは４次元の移動自由度、すなわち、Ｘ−，Ｙ−，Ｚ−軸および回転軸を有し得る。一実施形態において、ＸＹＺロボットシステム２０８はラックからラボウェア容器を取り出し、マーキングのため、それをラボウェアホルダ２１４に載置する。ラボウェア容器がマーキングされた後、ＸＹＺロボットシステム２０８はマーキングされたラボウェア容器を取り出し、それをその元の場所に戻す。
【００６８】
本発明の一実施形態において、レーザヘッドは機械の固定された位置にある。本実施形態において、ラボウェアは移動し、レーザヘッドは静止している。ラボウェアは一連のステップを繰り返すことによって処理される。移動はステッピングモータまたは他の手段によって行わせることができる。本実施形態において、マーキングシステムは、垂直に据え付けられた３つのレベル（３フロア）を有するシャーシとすることができる。マーキングシステムは３フロアを有するアルミニウムプロファイルで作成されたテーブルユニット、コントローラ、小さな視界窓を有するワーキング／コーディング領域およびＺ軸のないレーザヘッドを含む。
【００６９】
一連のステップの繰り返しはマニピュレータによって行うことができ、以下のステップ、すなわち、ラボウェアをその元の場所から取り出すステップ、ラボウェアを情報マーカフィールドに移送するステップ、ラボウェアを情報マーカフィールドの所定の場所に置くステップ、ラボウェアの位置がマーキングに最適となるように、ラボウェアを情報マーカフィールドに向けるステップ、ラボウェアに情報をマーキングするステップ、およびラボウェアを元の位置、または別の位置に移送するステップを含み得る。一連のステップの繰り返しは自動で行われる。
【００７０】
本発明の一実施形態において、ラボウェアは自動操作でマーカに供給され、ラボウェアは自動的にマーカに配置される。本実施形態では１サイクルで複数のラボウェアを個別に取り扱うことができる。本実施形態において、マーキングシステムはマニピュレータと共に動作して、ラボウェアをマーキングシステム内に移動させることができる。本実施形態において、マーキングは水平軸上または垂直軸、すなわち高さ軸上で行うことができる。
【００７１】
ラボウェアはマニピュレータによってピックヘッドを使用して載置される。さらに、マーキング領域をマーキングのための正確な正しい位置に置くことのできる回転ホルダにより、ラボウェアの載置を最適化することができる。マニピュレータによって保持されるラボウェアとマーカ（焦点）の距離は調節可能である。
【００７２】
情報マーキングシステムに回転ホルダが設けられている場合、マニピュレータはマーキングする必要のあるラボウェアを取り出し、そのラボウェアを回転ホルダに移動させる。マニピュレータの一部であるグリッパヘッドは最上部でラボウェアを支持する位置にあり、下部においてラボウェアは回転ホルダによって支持される。マーキングシステムは、マーキング装置によってマーキングを行う最適な位置にラボウェアを並べる必要がある。これは、例えば、マーキング位置でラボウェアを回転させ、光センサまたはカメラでラボウェアを確認してマーキング領域を検出することによって行うことができる。ラボウェアの向きが設定されると、ＰＬＣまたは制御盤は情報をマーカに伝え、マーキングプロセスを開始する。情報マーカは高速、例えば１５秒／ラボウェア容器で動作する。マーキングの準備ができると、ラボウェアを元の場所に戻すか、または別の画定された場所に置くことができる。
【００７３】
図３は本開示の一実施形態に係るラボウェア保持装置３００を示す。いくつかの実施形態において、マーキング位置は、ラボウェアのマーキング面をレーザに近接して配置させる回転ホルダ３１４を有する。
【００７４】
マーキング位置とレーザ（焦点）の距離は、回転ホルダ３００を動かすことによって自動的に、または手作業で調節可能である。グリッパはラボウェア容器３０２を支持する位置に留まる。マーキング位置において、光センサまたはカメラによってラボウェア容器を確認する。この確認により、最適なマーキングのためのラボウェアの整列が助けられる。ラボウェア容器の向きが決まれば、マーキングシステムコントローラは情報をマーカに伝達し、マーキングプロセスを開始する。マーキングが行われると、ラボウェア容器は再度把持され、その元の位置に戻される。
【００７５】
ラボウェア容器３０２は情報を適用するマーカシステムに載置される。マーカシステムは、例えばラボウェア容器を回転してラベル貼付領域を感知することにより、ラボウェア容器を正しい位置に載置しなければならない。ラボウェア容器はＸＹＺロボットシステムによって、例えば小さなターンテーブルに載置され、向きはセンサまたは走査ユニットによる光検出によって検出される。
【００７６】
ラボウェア保持装置３００は、回転ラボウェアホルダ３１４の２つの側面に置かれた、２つの平行なガイド３０４を含む。各ガイド３０４の下には、ガイドを支持する２つのガイドワゴン３２０がある。ガイドワゴン３２０はガイドをモータプレート３０６につなげる。
【００７７】
モータプレート３０６はモータ３０８に取り付けられる。モータ３０８はモータプレートを第１の直線方向３１０に移動させる。別の実施形態において、モータ３０８はラボウェアホルダ３１４を時計回りまたは反時計回りの方向３１２に回転させることができる。別の実施形態において、保持装置３００をＸ、Ｙ、および／またはＺ方向ならびに回転方向に動かすことができるように、複数のモータが設けられる。
【００７８】
ラボウェア容器３０２はＸＹＺロボットシステムによって移送される。レーザマーキングプロセスが始まる前に、ＸＹＺロボットシステムはラックからラボウェア容器を把持し、それを回転ラボウェアホルダ３１４に載置することができる。
【００７９】
図４は本開示の一実施形態に係るラボウェア保持装置４００を示す。ラボウェア保持装置４００は同時にマーキングを行うために、複数のラボウェア容器４０６を保持することができる。このため、マーキングプロセスのスループットが向上する。
【００８０】
ラボウェア保持装置４００は取付けアーム４０４を含む。取付けアーム４０４はラボウェア保持装置４００を所定の位置に固定する。ラボウェア保持装置４００はプラットフォームまたは基板４０２を含む。基板４０２は２つのラボウェアホルダ４０８，４１０を含む。別の実施形態において、基板４０２は４つまたは８つのラボウェアホルダを含み得る。
【００８１】
図４に示すように、ラボウェアホルダ４０８、４１０はそれぞれ一列に１２のラボウェア容器を保持する。別の実施形態において、ラボウェアホルダ４０８，４１０は４８または９６のラボウェア容器を保持することができる。
【００８２】
一実施形態において、ラボウェアホルダ４００を含むマーキングシステムは、複数のラボウェアが同時にマーキングされるように、複数のレーザ源および光学スキャナを含み得る。
【００８３】
本発明の別の実施形態において、情報マーキングシステムは、その設置面積を大きく増加させることなく容量を増加させるために、ラボウェアホテルを含むことができる。本実施形態において、マーキングシステムにラボウェアを装填できるラボウェアホテルが情報マーキングシステムに追加される。
【００８４】
本発明の本実施形態において、Ｚ軸を追加することができる。本実施形態において、ラボウェアが移動するだけでなく、レーザヘッドもマーカをラボウェアホテルの正しい棚の高さに配置できる追加のＺ軸に沿って、垂直方向に移動することができる。ラボウェアホテルを含むマーキングシステムの実施形態のみが追加のＺ軸オプションを有する。
【００８５】
マーキングシステムの本実施形態は以下の特徴を含み得る。マーキングプロセスは完全に自動化される。マーキングプロセスは高速、例えば１５秒／ラボウェア容器で動作する。マーキングプロセスは、たとえば２．５時間を超える高いウォークアウェイキャパシティを有する。マーキングシステムは、ラボウェアの正確な位置決めのためのマーキング領域検出システムを有する。マーキングシステムには、ラボウェア容器に事前に適用された情報を読み取るために、２Ｄコードや１Ｄバーコードスキャナなどの光学読み取りシステムが組み込まれている。マーキングシステムはラベル検証システムを有する。レーザは０．７５ｍｌ〜１５ｍｌのラボウェア容器の表面に直接マーキングされる。マーキングシステムはスプレッドシートファイル入力／出力機能を有する。
【００８６】
本実施形態において、マニピュレータはラボウェアホテルのラッキングシステムの引き出しの開け閉めに使用することができる。またマニピュレータは、ラボウェアの処理のために、ラボウェアホテルの引き出しを動かすこともできる。マニピュレータは一度に一つの棚を引き出し、一度に一つのラボウェアを取り出し、マーキング位置に移動させることができる。
【００８７】
マーキングシステムを制御するプロセスは以下のステップを含み得る。（１）ラボウェア容器の入ったラックがオペレータによってラボウェアホテルと称されるバッファに載置される。ラボウェア容器は底面に、すでに２Ｄデータマトリクスコードを有している。（２）ＸＹＺロボットシステムは一度に一つの棚を引き出し、一度に一つのラボウェア容器を取り出してマーキング位置へ移送する。マーキング位置はマーキング面をレーザの前に運ぶ回転ホルダを有する。（３）マーキング位置とレーザ（焦点）の距離は、回転ホルダを動かすことによって手作業で調節可能である。（４）ラボウェア容器は、ラボウェア容器の「ツイストロック」によって回転ホルダに固定される。グリッパは、最上部でラボウェア容器を支える位置に留まる。（５）マーキング位置において光センサがラボウェア容器の位置を確認する。センサがラボウェア容器を確認してマーキング面がレーザに面している場合、ラボウェア容器はその位置に残される。マーキング面がレーザに面しているのが確認できない場合、ラボウェア容器を９０度回転させてレーザに面するようにしなくてはならない。（６）製品の向きが設定されると、ＰＬＣはコードをマーキングシステムソフトウェアに伝達し、マーキングプロセスを開始する。（７）マーキングが完了すると、ラボウェア容器は再び把持され、元の場所に戻される。
【００８８】
図５は本開示の一実施形態に係るマーキングシステム５００を示す。本実施形態において、ラボウェアホテルを含むために容量が増加されている。マーキングシステム５００はラボウェア容器を高速、高スループットでマーキングできる能力を有する。図５に示すように、マーキングシステム５００はラックシステム５１２を含む。ラックシステム５１２は前方ラック５０６および後方ラック５０２を含む。前方ラック５０６または後方ラック５０２は少なくとも６つのフロアを含み、各フロアは少なくとも４つのラックを保管する。このようなフロアの回転運動はラボウェアマーキングの自動供給プロセスの一部である。ラックシステム５１２はラックシステム５１２の両側に、ハンドル５０４を一つずつ含む。ハンドル５０４により、ラックシステムはマニピュレータによって移送されることができる。
【００８９】
ラックシステム５１２は、フロアを時計回りまたは反時計回りの方向に回転させる第１の移送機構５１６を含む。一実施形態において、第１の移送機構は、前部の最上フロア５０８が後部の最上フロア５１０に、またはその逆に移動するようにフロアを回転させ、Ｘ軸方向の横移動を行う。後部の最上フロア５１０はラボウェアのマーキング位置であるが、ＸＹＺロボットシステム５１４はマーキングのためにラボウェア容器を取り出すことができる。このようなフロア回転動作はラボウェアマーキングの自動供給プロセスの一部である。
【００９０】
図６は、本実施形態による、ラックを収容する６ｘ４のスロットを有するラボウェアホテル６００引き出しシステムの例を示す。
【００９１】
マーキングシステムは、図３および図４に示すように、ラボウェア保持装置３００，４００をさらに含む。例えば、ＸＹＺロボットシステム５１４は、ラボウェア容器をラックからラボウェア保持装置に移送するように構成されている。ラボウェア保持装置３００，４００は、レーザがラボウェア容器に情報の焼き付け、印刷、または彫刻を行うマーキング位置にラボウェア容器を保持する。
【００９２】
制御および検出
【００９３】
情報マーカはソフトウェアによって制御される。マーキング操作に適用される必要のある情報は、情報マーキングシステムのソフトウェアプログラムに入力される。プログラムの実行中、マーカはラボウェアにマーキングを行う。マーキング操作が終了すると、ソフトウェアは操作が終了したことをユーザに通知する。
【００９４】
マーキングシステムの全ての実施形態において、コンピュータ、プロセッサなどは、システムの一体部分とすることができる、または外部からシステムに接続することができる。一形態において、ソフトウェアは、情報マーカと統合されるコンピュータ、プロセッサ、ミニコンピュータなどにインストールすることができる。別の形態において、情報マーカは、情報マーカと統合されない外部コンピュータ、プロセッサ、ミニコンピュータなどによって制御することができる。その場合、情報マーカは一本または複数本のケーブルを介して外部コンピュータなどに接続されなければならない。
【００９５】
その他の機器はソフトウェアを介して統合し、情報マーキングシステムと連携させることができる。マーキングシステムのソフトウェアは、他の実験装置をマーキングシステムに接続するソフトウェアから入力を取得することができる。このように他の接続アプリケーションによって生成されたソフトウェアは、ラボウェアにマーキングする必要のある情報を自動的に提供することができる。例えば、情報マーカはＣＳＶ入力／出力ファイルまたは別の形式の入力／出力ファイルを利用して、ラボ情報管理システム（Laboratory Information Management Systems：ＬＩＭＳ)との単純なファイルベースの統合を可能にすることができる。従って、マーキングプロセスでは完全に自動化された方法でラボウェアに情報をマーキングし、人為的ミスのリスクを最小限に抑えることができる。
【００９６】
ソフトウェアのもう一つのオプションは、ラボウェアに事前に適用された情報を自動的に読み取ることにより、ラボウェアにマーキングする必要のある情報をマーキングシステムに自動的に入力することである。ラボウェアに事前に適用された情報は、マーキングシステムのソフトウェアによってデータソース（入力）として使用することができる。マーキングシステムのソフトウェアは、ラボウェアに事前に適用された情報（機械が読み取り可能なコード、ドットコード、ＩＤバーコード、２Ｄコード、ＱＲコード、ＲＦコードなどの形式とすることができる）とリンクしている。ソフトウェアはこの情報を、マーキング面でレーザマーキング出力に変換することにより、マーキングプロセスの入力として使用する。従って、マーキングプロセスは、完全に自動化された方法で情報をラボウェアにマーキングし、人為的ミスのリスクを最小限に抑える。
【００９７】
このオプションのため、スキャン装置はシステムと一体化することができる、または外部からシステムに接続することができる。スキャン装置は、例えば、カメラ、リーダ、スキャナなどとすることができる。スキャン装置はマーキングする必要のあるラボウェアに前もって適合された情報を読み取るために使用することができる。スキャン装置は、マーキングのため、特別に最適化されたラボウェアが使用される場合に、ラボウェアを正しい位置に配置させるためにも使用できる。一形態において、スキャン装置は内部にある、すなわち情報マーカに統合されている。別の形態において、スキャン装置は外部にある、すなわち、情報マーカに統合されていない。その場合、情報マーカは一本または複数本のケーブルを介してスキャン装置に接続されなければならない。
【００９８】
一実施形態において、情報マーカで使用されるデータとマーカシステムで生成されるデータをローカルに保存することができる。別の実施形態において、情報マーカで使用されるデータと情報マーカで生成されるデータは、外部サーバまたはクラウドに送信され、保存される。
【００９９】
このセクションでは、例として、マーキングシステム制御ソフトウェアの実施形態について説明する。マーキングシステムは制御ソフトウェアを含む。ソフトウェアは、レーザの電気設備図、ＣＮＣ制御Ｚ軸の電気設備図、型番、寸法と重量、英語のメンテナンスマニュアル、ネットワークとソフトウェアのサポート、消費電力の監視、電圧、位相、消費電流を提供する。
【０１００】
一実施形態において、ソフトウェアは、Microsoft Visual Studio 2017または他の任意の言語を使用してＣ＃で記述することができる。システムは、一連のラックからラボウェア容器をピックアンドプレースするメインＸＹＺガントリで構成されている。これらのラボウェア容器は、２Ｄコードリーダー（ラボウェア容器の底面にあるコード）で読み取られ、カメラでスキャンされてマーキング領域が定められ、最後にレーザで彫刻される。このシステムはソフトウェアを実行する独立したコンピュータによって操作される。
【０１０１】
図７は本開示の一実施形態に係るラボウェア容器をマーキングする方法を示す。この方法は、ソフトウェアを初期化するステップ７０５を含む。このステップはＸＹＺロボットシステム、レーザ、およびソフトウェア設定の初期化を含み得る。
【０１０２】
方法７００は、ラボウェア容器のラックを装填するステップ７１０を含む。このステップはオペレータが手作業で行うことができる。このステップは、先に図５で開示したように、自動供給プロセスによっても行うことができる。
【０１０３】
方法７００は、第１スプレッドシートをインポートするステップ７１５を含む。スプレッドシートは、例えばラボウェア容器のＩＤ、ソース位置、ラベル情報（すなわちマーキング情報）、ターゲット位置など、ラボウェア容器に関するさまざまな情報を含んでいる。ソース位置とは、ラボウェア容器のマーキング前の、元の位置を意味する。ターゲット位置はマーキング後のラボウェア容器の目的位置を意味する。一実施形態において、ソース位置はターゲット位置と同じである。別の実施形態において、ソース位置はターゲット位置と異なる。
【０１０４】
方法７００は、ＸＹＺロボットシステムに一組のラボウェア容器を取り出してそれらをマーキング位置に置くように指示するステップ７２０を含む。一実施形態において、一組とは１〜３２のラボウェア容器のことを指す。
【０１０５】
方法７００は、第１スプレッドシートに従って一組のラボウェア容器にマーキングを行うステップ７２５を含む。一実施形態において、マーキングはレーザで行う。
【０１０６】
方法７００は、マーキング後に各ラボウェア容器の光学画像を撮像するステップ７３０を含む。このステップはカメラを用いて行うことができる。
【０１０７】
方法７００は、マーキングされた情報を画像から認識するステップ７３５を含む。一実施形態において、これは光学式文字認識（optical character recognition：ＯＣＲ)によって行われる。
【０１０８】
方法７００は、マーキングされた情報の正確性を確認するステップ７４０を含む。これは、認識された情報を、第１スプレッドシートによって提供された意図された情報と比較することによって行われる。マーキングされた情報が正しい場合、ステップ７４５に進む。マーキングされた情報が正しくない場合、ラボウェア容器のＩＤをエラーログに記録する。
【０１０９】
方法７００は、各ラボウェア容器をその目標位置に置くステップ７４５を含む。
【０１１０】
ソフトウェアアプリケーションの概要。ソフトウェアパッケージは、ＵＳＢ接続を介して全てのデバイス操作を管理することができる。ソフトウェアは、ラボウェア容器マーカに隣接して実行される、提供されたコンピュータ上で動作する。ソフトウェアは、ラボウェア容器ラックのセットアップからロボット操作まで、プロセスの全ての側面を管理する。
【０１１１】
ユーザは、構成および通常の操作（ロードおよびアンロード以外）のためにコンピュータソフトウェアと対話するだけでよい。デバイスに緊急停止（Ｅストップ）が存在するが、これは通常の状況で操作してはならない。
【０１１２】
ネットワークインフラストラクチャおよびＩＰアドレス。デバイスのネットワークインフラストラクチャは比較的シンプルである。レーザモジュールは、イーサネット経由で接続されるメインコントロールボードとＵＳＢインターフェイス経由で接続する。
【０１１３】
次のネットワークＩＰが割り当てられる。これらのデバイスは全て255.255.0.0のサブネットマスクを使用する。ホストマシンにはアドレス10.0.0.1を割り当てることができる。メインプロセスボードにはアドレス10.0.0.10を割り当てることができる。別のアドレス10.0.0.11をバーコードリーダに割り当てることができる。
【０１１４】
マーキングワークフローの概要。マーキング操作は比較的簡単な手順に従って行われる。全てのラック位置がソフトウェアにそれぞれのデータフィールドで指定されると、マーキングプロセスを開始することができる。
【０１１５】
ラックおよびラボウェア容器。ラボウェア容器の詳細はメインアプリケーションデータベースに保存される。これらはその後にエクスポート／インポートすることができる。
【０１１６】
データベース設計。システムはＭｙＳＱＬデータベースを使用して、状態情報、システムパラメータおよびラボウェア容器の詳細を保存する。データベースにはシステムソフトウェアによってアクセスすることができ、ログインして情報にアクセスするにはユーザ名/パスワードが必要である。
【０１１７】
ログファイル。ログファイルは操作中に作成される。これらのファイルには、実行された全てのアクションの完全なリストと、任意の警告またはエラーメッセージとが含まれる。ログファイルは、システムの問題やエラーを追跡する目的のみで使用され、プロセス情報や出力データを定期的に見ることは想定されていない。ファイルはＨＴＭＬ形式で保存され、読みやすいようにいくつかのタイプのメッセージが強調表示されている（例えば、エラーは赤で強調表示される）。
【０１１８】
データベースのメトリックテーブルには、総移動時間およびレーザ時間などの、デバイスの寿命に関する統計情報が保存されている。これらはコールホームを含む種々の方法でインターフェースすることができる。統計的検索の実装は、顧客とデバイスのバージョンによって異なる。
【０１１９】
グラフィカルユーザインターフェース。デザインおよびレイアウト。ベースアプリケーションは、全てのハイレベルのロボット操作を処理する。これはユーザインターフェースも処理する。これは、ハードウェア構成、Ｍｅｒｌｉｎライブラリ統合およびプロセス方法を含む、多くの一般的な機能を備えている。
【０１２０】
ユーザインターフェース。図８は、本開示の一実施形態に係るほとんどの操作が実行される主要画面のグラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）を示す。図８に示すように、左に機械の状況が視覚的に表示されており、右に現在選択されているラボウェア容器の詳細が表示されている。編集中の現在のラボウェア容器は、視覚化でそれをクリックすることによって選択される。
【０１２１】
ラック編集。図９は本開示の一実施形態に係るラック編集のＧＵＩを示す。これは上述のスクリーンと同様であるが、ここではラボウェア容器ではなくラックをクリックする。そうすることによってユーザはラックを選択して装填することができる。
【０１２２】
ラボウェア容器リスト。図１０は、本開示の一実施形態に係るグローバルラボウェア容器リストをユーザが見て編集することを可能にするＧＵＩ示す。各ラボウェア容器にはバーコードまたは位置のいずれかが必要である。
【０１２３】
テンプレートマネージャー。図１１は、本開示の一実施形態に係るレーザテンプレートファイルをユーザが管理できるようにするＧＵＩを示す。ユーザを補助するため、各テンプレートの事前にレンダリングされたプレビューが表示される。
【０１２４】
マーキング情報
【０１２５】
本明細書で提供される情報マーキングシステムおよびその種々の実施形態では、人間が読み取ることのできる情報（例えばテキストマーキング）をラボウェアにマーキングすることができる。また情報マーキングシステムは、ソフトウェアを含むハードウェアによってデコードできる情報（コードマーキングなど）をラボウェアにマーキングすることもできまる。一形態において、マーキングは、テキスト、画像、機械可読コード、ドットコード、１Ｄバーコード、２Ｄコード、ＱＲコードなどとすることができる。別の形態では、マーキングは、チップ（例えばＲＦＩＤチップ）をラボウェアへ内蔵することによって行うことができる。
【０１２６】
全ての実施形態において、マーキングシステムは、マーキングがラボウェアに消えずに永久的に行われるように、情報をラボウェアにマーキングする。マーキングは−１９６℃の低温から１００℃を超える高温まで耐性がある。マーキングは、例えば、水、アルコール、溶媒、液体窒素などの液体に対して耐性がある。マーキングは、例えば、機械的摩耗などの取り扱いから生じる可能性のある激しい摩耗や裂けに耐性がある。そのような耐久性のあるマーキングは、レーザエッチング、彫刻、印刷（例えば、インク、サーマル印刷、インクジェット印刷、または他の印刷方法を使用）などによって達成することができる。
【０１２７】
いくつかの実施形態において、ラボウェアは、事前に適用された情報、例えば１Ｄバーコードや２Ｄコードなどをその底部、最上部、または側面に含んでいる。他の実施形態において、ラボウェアはＲＦＩＤチップなどの事前に適用された情報を含んでいる。この場合、事前に適用された情報は、カメラ、光学センサ、ＲＦセンサなどのセンサを備えた情報マーキングシステムによって読み取ることができる。全ての実施形態において、事前に適用された情報は、マーキングシステムのソフトウェアにより、データソース（入力）として使用されることができる。
【０１２８】
いくつかの実施形態において、情報マーキングシステムは、ラボウェアに適用する必要がある追加情報をマーキングすることにより、ラボウェアをカスタマイズすることができる。
【０１２９】
そのようなカスタマイズの一つは、例えば、後で検証するために、ラボウェアに適用された情報の画像を撮像して保存することによる、ラベル検証システムの組み込みである。別のそのようなカスタマイズは、容器内の物質の体積を記録する可能性である。さらに別のそのようなカスタマイズは、例えば、容器内の物質の製造日、ラボウェアの取り扱い日、容器内の物質に関する個人情報などに関する情報を記録する可能性である。さらに別のそのようなカスタマイズは、（例えば、レーザエッチング、印刷、他の手段による彫刻のために）マーキング後にラボウェアを分類する可能性である。
【０１３０】
特別に設計されたラボウェア
【０１３１】
本発明の一形態において、マーキングシステムで使用されるラボウェア製品は、マーキング面に情報をマーキングするのに特に適するように設計され得る。
【０１３２】
特別に設計されたラボウェアについて以下に記載する。特別に設計されたラボウェアは、追加のコーディング用に最適化されたラボウェアである。 一般に、ラボウェアは透明とすることができる。またラボウェアは、半透明、不透明、色付き、または固体とすることもできる。色は、白、灰色または黒とすることができる。このようなラボウェアの表面は、背景とのコントラストが限られているため、マーキングは一般に困難である。特別に設計されたラボウェアは、ラボウェア上に追加のコーディング領域を有する。これらの追加のコーディング領域は、マーキング面と比較して最適化されたマーキングのコントラストを提供するので、レーザエッチングのために最適化される。識別領域の表面は、例えば、表面とインクの間の結合を改善するか、または反射を防止することによってコードのより良い読み取りを可能にする特定のコーディング技術のために最適化することができる。
【０１３３】
特別に設計されたラボウェアの種々の例示的実施形態を以下に示す。
【０１３４】
図１２は、本開示の実施形態に係るマーキングの施されたラボウェア容器１２０１，１２０２，１２０３，１２０４および１２０５の種々の実施形態を示す。ラボウェア容器１２０１，１２０２，１２０３，１２０４および１２０５は管状体を含み、試料を内部に保管する内部キャビティを含む。
【０１３５】
管状体の外面は種々のマーキングを含み得る。一例において、マーキングは文字１２０６であり得る。文字１２０６は、例えば、英語、フランス語、ドイツ語、中国語、日本語などの任意の言語とすることができる。別の例において、マーキングは数字１２１０とすることができる。さらに別の例において、マーキングはバーコード１２２０を含むことができる。全てのマーキング１２０６、１２１０、１２２０は、少なくとも光学センサを備えた機械によって自動的に認識することができる。ラボウェアのＩＤを無線で感知できるように、管状体はＲＦＩＤチップを含み得る。
【０１３６】
ラボウェア容器１２０１，１２０２，１２０３，１２０４および１２０５はキャップ１２０７を有する。キャップ１２０７は、管状体にねじこまれた際、気密シールが形成されるようにねじ切りされ得る。別の実施形態において、キャップ１２０７はスナップオン機構によって管状体と気密シールを形成し得る。
【０１３７】
ラボウェア容器１２０１，１２０２，１２０３，１２０４および１２０５は平底１２０８を含む。平底により、ボウェア容器１２０１，１２０２，１２０３，１２０４および１２０５は図１２(例えば、１２０２，１２０３，１２０５)に示すように直立にすることができる。
【０１３８】
平底１０８は、例えば、文字、符号、図、１Ｄバーコード、２Ｄコードなどの識別情報１２１５を含み得る。識別情報１２１５は、少なくとも光学センサを備える機械によって自動的に認識することができる。ラボウェアのＩＤを無線で感知できるように、平底１０８にＲＦＩＤチップを含めることが可能である。
【０１３９】
図１３は本開示の実施形態に係るマーキングが施されたラボウェア容器１３０２, １３０９，１３１４の種々の実施形態を示す。ラボウェア容器１３０２は、最上部１３０５、本体部１３０２および底部１３０７を含む。
【０１４０】
最上部１３０５は、気密シールを形成するキャップ１３０６内に配置されたねじ部と一致するねじ山１３０４を有する。本体部１３０２は内部に試料を収容する内部キャビティを含む。本体部１３０２の外面には所望のマーキング１３１０でマーキングすることができる。
【０１４１】
底部１３０７は突起１３０８を含み得る。突起は底部１３０７の周囲に対称的または非対称的に分布され得る。一実施形態において、２，３，４，５または６の突起が底部１３０７の周りに対称的または非対称的に分布され得る。突起によって、複数のラボウェア容器を保持するラックに、ラボウェア容器１３０２を特定の向きまたは方向に挿入することができる。ラボウェア容器１３０２をホルダに特定の向きに整列させることは、マーキング１３１０、１３１２が走査または読み取りしやすい向きに配置され得るため、有益である。別の実施形態において、ラボウェア容器１３０９は底部の突起を含まなくてもよい。
【０１４２】
底部１３０７はさらにマーキング１３１２を含む。一実施形態において、ラックはラボウェア容器のマトリクスを収集し、ラボウェア容器の底部に位置するマーキング１３１２は、光学センサによって読み取ることができる。
【０１４３】
一実施形態において、ラボウェア１３０２，１３０９，１３１４には２つの別個の構造体、すなわち、容器構造体およびラベル構造体より構成される。容器構造体は試料を収容するためのキャビティを形成する。容器構造体は意図される試料に対して化学的に不活性な材料（ポリエチレン、ガラスなど）で作られる。ラベル構造体は容器構造体にアニールされる。ラベル構造体は試料と接触しないため、マーキング（レーザ、インク印刷、サーマル印刷など）に適した材料で作ってもよいが、試料に対して必ずしも化学的に不活性である必要はない。ラベル構造体は、事前に適用された情報や慣習的にマーキングされた情報の可読性を高めるために、特定の材料で作ったり、特定の色に作ったりすることができる。ラベル構造体は２つの部分を含んでもよく、第１部分（１３１２など）は特定のラボウェアを一意に識別する、事前に適用された情報を含む。ラベル構造体の第２部分（１３１０）にはカスタマイズされた情報をマーキングすることができる。ラベル構造体の第１部分（１３１２など）は容器の底部を覆い、底部突起を形成し得る。ラベル構造体の第２部分（１３１０）は、ラボウェアの側壁の少なくとも一部を覆ってもよい。
【０１４４】
図１４は、本開示の一実施形態に係る、ラック１４０４、１４１０に整列された複数のラボウェア容器１４０２，１４０８を示す。図１４に示すように、ラック１４０４，１４１０は１２ｘ８（＝９６）マトリクスのラボウェア容器１４０２，１４０８を収集する。ラック１４０４，１４１０はノッチ１４０６を含む。ノッチ１４０６によってラックをマーキングシステムのラック配置スロットに正しく固定することができる。ラック１４０４，１４１０の高さ１４１２，１４１４は異なってもよい。図１４に示すように、１４１２は１４１４よりも高い。一実施形態において、例えば１４１２のように高さが高い場合、複数のラックを互いに積み重ねることができる。
【０１４５】
特別に設計されたラボウェア容器の寸法は以下の通りである。１．ラボウェア容器の高さは通常ｌ６ｍｍ（０．６３”）〜１０２ｍｍ（４”）であるが、これに限定されない。２．直径は通常７ｍｍ（０．２８”）〜１７ｍｍ（０．６７”）であるが、これに限定されない。３．これらのラボウェア容器の体積は通常０．２５ｍｌ〜ｌ４ｍｌであるが、任意の体積とすることができる。
【０１４６】
ラボウェア容器は通常、９６フォーマット（８ｘ１２）、４８フォーマット（６ｘ８）、２４フォーマット（４ｘ６）などのＡＮＳＩフォーマットに従ってラックに保管されるが、これらに限定されない。その他の一般的なフォーマットは３８４フォーマット（１６ｘ２４），ｌ２フォーマット（３ｘ４）および６フォーマット（２ｘ３）である。ラボウェア容器は９ｘ９，１０ｘ１０，１２ｘ１２，１４ｘ１４などの正方形のクライオボックスに保管することもできる。
【０１４７】
図１５は８行（Ａ−Ｈ）、１２列（１−１２）の９６フォーマットの例を示している。ラック内の各ラボウェア容器の位置は、行と列の座標（例えばＢ８）で表される。
【０１４８】
ラボウェア容器は、プッシュキャップ、スクリューキャップ（めねじまたはおねじ）、加熱ホイルなどで閉じることができる。ラボウェア容器は、回転防止機能、ラックのスナップ機能、自動操作用のグリップ機能、表面の傷防止など、一つまたは複数の追加機能を有することができる。
【０１４９】
材質は通常ポリプロピレンであるが、ポリスチレンなどとすることもできる。材料は耐薬品性でなくてはならない。ラボウェア容器の主要部分は通常透明であるが、半透明、不透明、色付き、または固体とすることもできる。ラボウェア容器の最上部は、ツールを使って、または自動的に、簡単に手作業で把持できるような機能を有することができる。識別の目的で、別のまたは同じ材料をラボウェア容器に埋め込むことができる。この材料は本体に固定される。状況によっては、主要部分を直接識別に使用し、第２部分を追加しないことが望ましい。
【０１５０】
識別子は人間が読めるコード(数字や文字など)、１Ｄコード(バーコードなど)、２Ｄコード(２ＤデータマトリクスまたはＱＲコードなど)、ＲＦＩＤチップまたはＭＥＭＳチップなどのある種の機械的識別子、マイクロトランスポンダなどとすることができる。識別子は１コードのみまたはコードを組み合わせたものとすることができる。
【０１５１】
識別子は事前成形、印刷、彫刻、（レーザ）エッチング、またはその他の手法によって設けることができる。テキストやコードなどの識別子は、通常、背景と対照的である。
【０１５２】
ラボウェア容器は、ラボウェア容器がラックに並べて載置されたときに底部から識別子を読み取るため、底部にコード領域を有することができる。同時にまたは分けて一群のラボウェア容器を読み取ることができる。ラボウェア容器の側面から識別子を印刷または読み取るために、ラボウェア容器をラックから持ち上げる必要がある。ラボウェア容器の側面には、識別子を適用することのできる一つ、二つ、またはそれ以上の固体表面がある。第２部分は底部に取り付けることがでるが、ラボウェア容器の側面の別の部分とすることもできる。ラボウェア容器の別のバージョンとして、ラボウェア容器は側面領域のみを含み、底面領域を含まないものとすることができる。
【０１５３】
底部のコード内容は通常、側面のコードと等しい。通常、ラボウェア容器は底部および／または側面に事前に適用された識別子を有するが、他の識別子でも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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