(57)【要約】【課題】水分の侵入を防止して良好な状態で液体を保管することができる容器のシール装置を提供することを目的とする。【解決手段】液体を収納するウェルが設けられたプレート２の上面にシールフィルム１５を熱圧着してウェルを密封する容器のシール装置５において、熱圧着ツールを備えたシール機構を筐体６で閉囲して閉空間を形成し、プレート２を出し入れするためのプレート出入れ口１１と内部気体を外部に排出するための排気口２１をそれぞれ開閉自在とし、さらに筐体６内に乾燥エアーを供給する乾燥気体供給手段を備える。これにより、プレート２にシールフィルムを貼着する作業を常に低湿雰囲気下で行うことができ、ウェル内への水分の侵入を防止して良好な状態で液体を保管することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収納する凹部が設けられた容器の上面に膜状材を熱圧着することにより前記凹部を密封する容器のシール装置であって、前記膜状材を前記容器の上面に熱圧着する熱圧着ツールを備えたシール機構と、このシール機構を閉囲して閉空間を形成するする筐体と、前記閉空間に前記容器を出し入れするために前記筐体に設けられた開口部と、この開口部を開閉する開口部開閉手段と、前記閉空間内において前記開口部と前記熱圧着ツールによる圧着位置との間で前記容器を移動させる容器移動手段と、前記閉空間内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段と、前記閉空間から外部に気体を排出する排気口と、この排気口を開閉する排気口開閉手段とを備えたことを特徴とする容器のシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロプレートなど液体を収納する凹部が設けられた容器の上面をシールする容器のシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
創薬スクリーニング分野、バイオテクノロジー、医学分野等において、物質の生化学的反応などの試験を行う際に、培養や生化学反応を行わせるための薬液や検体などの液体を収納する容器としてマイクロプレートが用いられる。このマイクロプレートに設けられた液体収納用のウェルは上面が開放状態であるため、ウェル内に液体が注入された分注操作後のマイクロプレートを保管する場合には、マイクロプレートを包装用フィルムの密閉容器内に封入するなどの方法（例えば特許文献１参照）や、マイクロプレートの上面にフィルム状のシール材を貼着する方法により、注入された液体を外部雰囲気から隔離するシール作業が行われる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−９６６６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで分注操作後のマイクロプレートを保管する場合には、分注された液体の変質を防ぐためにウェル内に水分などを含む外部気体が極力侵入しないようにすることが望ましい。しかしながら従来より行われているマイクロプレートのシール作業においては、ウェル内への水分を含む外部雰囲気の侵入を有効に防止することができず、分注された液体を良好な状態で保管することが困難であった。
【０００５】
そこで本発明は、水分の侵入を防止して良好な状態で液体を保管することができる容器のシール装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の容器のシール装置は、液体を収納する凹部が設けられた容器の上面に膜状材を熱圧着することにより前記凹部を密封する容器のシール装置であって、前記膜状材を前記容器の上面に熱圧着する熱圧着ツールを備えたシール機構と、このシール機構を閉囲して閉空間を形成するする筐体と、前記閉空間に前記容器を出し入れするために前記筐体に設けられた開口部と、この開口部を開閉する開口部開閉手段と、前記閉空間内において前記開口部と前記熱圧着ツールによる圧着位置との間で前記容器を移動させる容器移動手段と、前記閉空間内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段と、前記閉空間から外部に気体を排出する排気口と、この排気口を開閉する排気口開閉手段とを備えた。
【０００７】
本発明によれば、シール機構を筐体で閉囲して内部に閉空間を形成し、この筐体に設けられた容器出入用の開口部と排気口を開閉可能に構成し、さらに閉空間内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段を備えることにより、容器にシール用の膜状材を熱圧着する作業を常に低湿雰囲気下で行うことができ、水分の侵入を防止して良好な状態で液体を保管することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の分注装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態の容器のシール装置の斜視図、図３（ａ）は本発明の一実施の形態の容器のシール装置の断面図、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態のマイクロプレートの部分斜視図、図４は本発明の一実施の形態の容器のシール装置の制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態の容器のシール装置によるマイクロプレートのシール作業のタイミングチャート、図６は本発明の一実施の形態の容器のシール装置によるマイクロプレートのシール作業のフロー図である。
【０００９】
まず図１を参照して、分注装置について説明する。図１において、基台１の上面は分注ステージ１ａとなっており、分注ステージ１ａにはマイクロプレート（以下、単に「プレート」と略称する。）２が載置されている。プレート２には試薬や検体などの液体を収納する凹部であるウェル２ａ（図３（ｂ）参照）が格子配列で複数個設けられている。
【００１０】
分注ステージ１ａの上方には、駆動機構（図示省略）によって水平・垂直方向および回転方向に移動自在なプレート搬送ヘッド３が配設されている。プレート搬送ヘッド３はクランプ爪３ａを備えており、プレート２はクランプ爪３ａに挟まれて搬送される。
【００１１】
また分注ステージ１ａの上方には、駆動機構（図示省略）によって水平・垂直方向に移動自在な分注ヘッド４が配設されている。分注ヘッド４の下端部にはノズル４ａがウェル２ａの配列に対応した配置で装着されている。分注ヘッド４をプレート２に対して下降させて、ノズル４ａをウェル２ａ内に挿入し、分注ヘッド４の液体吸入吐出機構（図示省略）を駆動することにより、ウェル２ａ内に液体を注入しまたウェル２ａ内の液体を吸引する分注操作が行われる。
【００１２】
分注ステージ１ａの側方には、シール装置５が配設されている。シール装置５は、分注操作後のプレート２の上面に膜状材であるシールフィルムを熱圧着することにより、ウェル２ａを密封する。これにより、ウェル２ａ内の液体は外部雰囲気から隔離され、分注後の液体の変質が防止される。
【００１３】
次に図２，図３を参照して、シール装置５の構造を説明する。シール装置５は、シールフィルム１５をプレート２の上面に熱圧着するシール機構を、筐体６の内部に配置した構成となっている。筐体６は、後述するように機能上必要な部分以外には開口部を設けない閉じられた構造となっており、シール機構を閉囲して内部に閉空間６ａを形成している。
【００１４】
筐体６の下部は手前側（図２，図３において左側）に延出しており、この延出部６ｂの上面には、閉空間６ａ内にプレート２を出し入れするための開口部であるプレート出入口１１が設けられている。延出部６ｂの手前側側面にはプレート出入口開閉機構１３が配置されており、プレート出入口開閉機構１３には保持部材１２ａを介して板状の蓋部材１２が装着されている。蓋部材１２はプレート出入口１１の開口１１ａを塞ぐ形状となっており、プレート出入口開閉機構１３を駆動することにより、蓋部材１２は水平方向に往復動してプレート出入口１１を開閉する。プレート出入口開閉機構１３は、開口部であるプレート出入口１１を開閉する開口部開閉手段となっている。
【００１５】
シール機構について説明する。図３に示すように、筐体６の内部にはツール昇降押圧機構８が垂直姿勢で配置されており、ツール昇降押圧機構８の下端部には加熱手段を備えた熱圧着ツール７が装着されている。ツール昇降押圧機構８は熱圧着ツール７を昇降させるとともに、熱圧着ツール７を下方に対して押圧する。
【００１６】
筐体６の頂部には供給リール１４が配置されており、供給リール１４はシールフィルム１５を卷回状態で供給する。シールフィルム１５は筐体６に設けられたフィルム導入口６ｃから閉空間６ａ内に導かれ、送りローラ１６によって下方へ送り出される。送り出されたシールフィルム１５は、送りローラ１６の下方に配設された切断ユニット１７、送りガイド１８を経由して熱圧着ツール７の下面側まで導かれる。そしてシールフィルム１５の先端部を把持した引き出しチャック１９が水平方向に移動することにより、シールフィルム１５は熱圧着ツール７の下面側で水平方向に展張される。
【００１７】
熱圧着ツール７の下方は圧着位置となっており、この圧着位置とプレート出入口１１の間には移動テーブル駆動機構９が配設されている。移動テーブル駆動機構９は、上面にプレート２を保持した移動テーブル１０をプレート出入口１１と圧着位置との間で移動させる。したがって、移動テーブル駆動機構９および移動テーブル１０は、閉空間６ａ内においてプレート出入口１１と熱圧着ツール７による圧着位置との間で容器であるプレート２を移動させる容器移動手段となっている。
【００１８】
シールフィルム１５を熱圧着ツール７の下面側で水平方向に展張した状態で、プレート２を保持した移動テーブル１０を圧着位置に移動させることにより、プレート２へのシールフィルム１５の熱圧着が可能な状態となる。そして熱圧着ツール７をプレート２に対して下降させることにより、シールフィルム１５は熱圧着ツール７によってプレート２の上面に押圧される。この押圧力と熱圧着ツール７による加熱により、シールフィルム１５は、図３（ｂ）に示すように、プレート２の上面に熱圧着により貼着される。これにより、プレート２のウェル２ａは密封され、ウェル２ａ内の液体は外部雰囲気から隔離される。
【００１９】
上記構成において、熱圧着ツール７、ツール昇降押圧機構８、送りローラ１６、切断ユニット１７、送りガイド１８、引き出しチャック１９は、供給リール１４から引き出されたシールフィルム１５をプレート２の上面に熱圧着する熱圧着ツール７を備えたシール機構を構成する。閉空間６ａ内には温度センサ２９が配設されており、このシール機構による熱圧着動作を反復する過程において、閉空間６ａ内の温度が上昇すると、この温度上昇は温度センサ２９によって検出される。
【００２０】
図２において、２４はドライエアなどの乾燥気体を供給する乾燥気体供給源であり、乾燥気体供給源２４は流量制御部２５を介して乾燥気体供給管２６に接続されている。流量制御部２５は定格流量が異なる３つのバルブ（大バルブ２５ａ、中バルブ２５ｂ、小バルブ２５ｃ）を備えており、バルブ駆動部３５（図４参照）によってこれらのバルブのオンオフを行うことにより、乾燥気体供給管２６には任意のタイミングで乾燥気体供給源２４から乾燥エアーが供給される。
【００２１】
乾燥気体供給管２６は複数の分岐管２７に分岐しており、分岐管２７は閉空間６ａに接続されている。図３に示すように分岐管２７から下方に枝分かれした支管２７ａは、熱圧着ツール７による圧着位置の近傍に開口している。さらに図２に示すように、分岐管２７から延出した端末管２８は、プレート出入口１１に接続されている。このように、乾燥気体供給管２６を分岐させて圧着位置やプレート出入口１１などの各部に導くことにより、閉空間６ａ内に偏りなく乾燥エアーを供給することができるようになっている。
【００２２】
この乾燥エアーの供給において、大バルブ２５ａ、中バルブ２５ｂ、小バルブ２５ｃの切換を行うことにより、供給される乾燥エアーの流量を、大流量、中流量、小流量の３段階に切り換えることができる。乾燥気体供給源２４、流量制御部２５、配管（乾燥気体供給管２６、分岐管２７，支管２７ａ、端末管２８）は、閉空間６ａ内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段となっている。
【００２３】
図２に示すように筐体６の側面には、排気口２１が設けられており、排気口２１には排気ファン２０（図３参照）が取り付けられている。排気ファン２０を駆動することにより、閉空間６ａ内の気体は外部に排出される。排気口２１の外側には排気口蓋２３が配置されており、排気口蓋２３は排気口開閉機構２２によって排気口２１に対して進退する。排気口蓋２３を排気口２１に当接させることにより、排気口２１は排気口蓋２３によって塞がれ、閉空間６ａから外部への排気が停止される。排気口開閉機構２２および排気口蓋２３は、排気口２１を開閉する排気口開閉手段となっている。
【００２４】
次に図４を参照して、シール装置５の制御系の構成を説明する。図４において、制御部３０は通信インターフェイス３１を介して分注装置の制御部と接続されており、分注装置から送られる信号に基づいて、後述する各動作を実行するための制御を行う。タイマ３２はシール機構３４によるシール圧着処理における動作タイミング設定のための計時を行う。
【００２５】
制御部３０は、シール機構３４、プレート出入口開閉機構１３、排気口開閉機構２２、バルブ駆動部３５、移動テーブル駆動機構９の動作を制御する。この制御において、制御部３０はタイマ３２からのタイムアップ信号に基づいて、シール機構３４およびバルブ駆動部３５の動作タイミングを制御する。さらに、制御部３０は、温度センサ２９によって検出された閉空間６ａ内の温度に基づいて、プレート出入口開閉機構１３、排気口開閉機構２２を制御する。すなわち、熱圧着動作を長時間継続して行う過程において閉空間６ａ内の温度が所定値以上に上昇したならば、プレート出入口１１、排気口２１を開放して昇温した空気を外部に排出する。これにより、閉空間６ａ内の異常昇温が防止される。
【００２６】
次に、図５，図６を参照して、シール装置５の動作を説明する。図５は、シール装置５によるプレート２のシール作業におけるプレート出入口１１、排気口２１の開閉状態、乾燥エアーの供給状態、熱圧着ツール７によるシール圧着動作の時系列的な関連を示している。また図５に示す（Ａ）〜（Ｇ）は、シール装置５と分注装置との間で行われる信号の授受を示している。
【００２７】
まず、シール作業開始に際しては準備動作が行われる。すなわち、プレート出入口１１、排気口２１を閉じた状態で、流量制御部２５のバルブ２５ａを所定の準備動作時間だけ開放して、閉空間６ａ内に大流量の乾燥エアーを供給する。これにより、閉空間６ａ内の全範囲が乾燥エアーによって除湿される。
【００２８】
この準備動作が完了したならば、分注装置から信号を受信するまで待機する信号待ちの状態となる。この信号待ちにおいては、流量制御部２５を小バルブ２５ｃに切り換えて、小流量の乾燥エアーを閉空間６ａ内に供給するエアパージを行う。これにより、常に少量の乾燥エアーがフィルム導入口６ｃなどの隙間から外部へ放出され、湿気を含んだ外部雰囲気が閉空間６ａ内に侵入するのを防止する。
【００２９】
この信号待ち状態において、制御部３０が通信インターフェイス３１を介して分注装置からプレート搬入要求信号（Ａ）を受信したならば（ＳＴ１）、小バルブ２５ｃを閉じる（ＳＴ２）。これにより、閉空間６ａ内のエアパージが停止される。次いでプレート出入口１１、排気口２１を開放し（ＳＴ３）、移動テーブル１０をプレート出入口１１へ移動させる（ＳＴ４）。そしてこれらの動作を完了したならば、動作完了信号（Ｂ）を分注装置に対して出力し（ＳＴ５）、再び信号待ちの状態となる。
【００３０】
動作完了信号（Ｂ）を受信したならば、分注装置は分注操作後のプレート２をプレート搬送ヘッド３によって搬送し、プレート出入口１１に位置した移動テーブル１０にセットする。そしてこのプレートセット動作が完了したならば、分注装置はシール装置５に対してプレートセット完了信号（Ｃ）を伝達する。このプレートセット完了信号（Ｃ）を制御部３０が受信すると、プレート出入口１１、排気口２１を閉じ（ＳＴ７）、バルブ２５ｂを開放する（ＳＴ８）。これにより、閉空間６ａ内への乾燥エアーの供給が開始される。
【００３１】
この後、移動テーブル１０を圧着位置へ移動させ（ＳＴ９）、この状態でプレート２のウェル２ａ内の気体が乾燥気体に置換されるまでの所定時間待機する（ＳＴ１０）。そして図５に示すように乾燥エアーの供給開始から時間Ｔ１が経過したタイミングにて、熱圧着ツール７によるシール圧着、すなわちシールフィルム１５をプレート２の上面に熱圧着する動作が開始される（ＳＴ１１）。そしてこのシール圧着開始から時間Ｔ２が経過したタイミング、すなわちウェル２ａが外気から遮断されたタイミングにて、中バルブ２５ｂを閉じて乾燥エアーの供給を停止する。これにより、乾燥気体が無駄に消費されるのを防止する。
【００３２】
シール圧着が完了したならば、移動テーブル１０をプレート出入口１１へ移動させ（ＳＴ１２）、小バルブ２５ｃを開放し（ＳＴ１３）、閉空間６ａ内へのエアパージを開始する。そしてこれらの動作を完了したならば、動作完了信号（Ｄ）を分注装置に対して出力し（ＳＴ１４）、再び信号待ちの状態となる。
【００３３】
この後、動作完了信号（Ｄ）を受信したならば、分注装置はプレート取り出し要求信号（Ｅ）を出力する。そして、制御部３０がこのプレート取り出し要求信号（Ｅ）を受信したならば（ＳＴ１５）、小バルブ２５ｃを閉じる（ＳＴ１６）。これにより、閉空間６ａ内のエアパージが停止される。次いでプレート出入口１１、排気口２１を開放する（ＳＴ１７）。これらの動作を完了したならば、動作完了信号（Ｆ）を分注装置に対して出力する（ＳＴ１８）。そして動作完了信号（Ｆ）を受信すると、分注装置はプレート搬送ヘッド３によってプレート出入口１１からシール圧着後のプレート２を取り出す。
【００３４】
このプレート取り出し動作が完了すると、分注装置はプレート取り出し完了信号（Ｇ）を出力する。プレート取り出し完了信号（Ｇ）を受信すると（ＳＴ１９）、プレート出入口１１、排気口２１が閉じられ（ＳＴ２０）、次いで小バルブ２５ｃが開放され（ＳＴ２１）、閉空間６ａ内のエアパージが開始される。これにより、１つのプレート２を対象としたシール圧着作業が完了し、この後同様の作業が他の作業対象のプレート２について反復実行される。
【００３５】
そして作業対象の全てのプレート２についてシール作業が完了すると、終了信号（Ｈ）が出力される。そしてこの終了信号（Ｈ）を受信すると、小バルブ２５ｃが閉じられ（ＳＴ２３）、プレート出入口１１、排気口２１を開放状態にして（ＳＴ２４）、全ての動作が終了する。
【００３６】
本実施の形態では、ＳＴ３、ＳＴ１７において、プレート出入口１１を開放すると同時に排気口２１を開放することにより、熱圧着ツール７で加熱された閉空間６ａ内の気体を効率よく排気することができる。なお温度センサ２９で検出した閉空間６ａ内の温度が低い場合には、排気口２１を開放しなくてもよい。逆に温度が異常に上昇した場合には、シール装置５の動作を停止した上で排気口２１やプレート出入口１１開放して、閉空間６ａ内の温度を下げる。
【００３７】
上記説明したように、本実施の形態に示す容器のシール装置は、筐体６で閉囲された閉空間６ａの内部にシール機構を配置している。そしてこの筐体６に設けられたプレート出入口１１と排気口２１を開閉可能にし、さらに閉空間内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段を備えた構成となっている。
【００３８】
これにより、分注操作後のプレート２にシールフィルム１５を熱圧着するシール作業を低湿雰囲気中で行うことが可能となる。このため、ウェル２ａ内への水分を含む外部雰囲気の侵入を有効に防止することができ、分注された液体を良好な状態で保管することができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、シール機構を筐体で閉囲して内部に閉空間を形成し、この筐体に設けられた容器出入用の開口部と排気口を開閉可能に構成し、さらに閉空間内に乾燥気体を供給する乾燥気体供給手段を備えたので、容器にシール用の膜状材を熱圧着する作業を常に低湿雰囲気下で行うことができ、水分の侵入を防止して良好な状態で液体を保管することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の分注装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態の容器のシール装置の斜視図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の容器のシール装置の断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態のマイクロプレートの部分斜視図
【図４】本発明の一実施の形態の容器のシール装置の制御系の構成を示すブロック図
【図５】本発明の一実施の形態の容器のシール装置によるマイクロプレートのシール作業のタイミングチャート
【図６】本発明の一実施の形態の容器のシール装置によるマイクロプレートのシール作業のフロー図
【符号の説明】
２  プレート
３  プレート搬送ヘッド
４  分注ヘッド
５  シール装置
６  筐体
６ａ  閉空間
７  熱圧着ヘッド
９  移動テーブル駆動機構
１０  移動テーブル
１１  プレート出入口
１２  蓋部材
１３  プレート出入口開閉機構
１５  シールフィルム
２１  排気口
２２  排気口開閉機構
【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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