(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＮＡ調製などに使用されるマルチウェルプレートを、互いに隣接して設けられたマルチウェルプレート供給位置及びマルチウェルプレート排出位置とこれら位置から離間された作業位置との間で自動的に搬送するマルチウェルプレート搬送装置であって、
前記マルチウェルプレート供給位置に配設され、多数のマルチウェルプレートが上下方向に積み重ねられて収容されるとともに該積み重ねられたマルチウェルプレートが最下端から１つずつ分離されて取り出されるように構成されたマルチウェルプレート供給マガジンと、
前記マルチウェルプレート排出位置に配設され、前記作業位置から排出位置に搬送されてきた作業処理済みのマルチウェルプレートを上下方向に積み重ねた状態で収容できるように構成されたマルチウェルプレート収容マガジンと、
前記マルチウェルプレート供給マガジンの下方と前記マルチウェルプレート収容マガジンの下方とにわたって水平に延在して配設されたマルチウェルプレート載置用の載置台と、
前記載置台に設けられ、前記マルチウェルプレート供給マガジンから分離されたマルチウェルプレートを受け取って前記載置台上に載置するとともに前記載置台に載置されている作業処理済みのマルチウェルプレートを前記マルチウェルプレート収容マガジンに下端開口から押し込むように動作する昇降機構と、
前記マルチウェルプレート供給位置と前記マルチウェルプレート排出位置と前記作業位置との間で移動される移動体と、
前記移動体を駆動する駆動手段と、
前記移動体に昇降可能に設けられた枠体と、
前記枠体に設けられ、前記マルチウェルプレート供給位置で前記載置台のマルチウェルプレートを把持し前記作業位置で開放動作する第１ハンド機構と、
前記枠体に設けられ、前記作業位置でマルチウェルプレートを把持し前記マルチウェルプレート排出位置で開放動作する第２ハンド機構と、
を備えることを特徴とするマルチウェルプレート搬送装置。
【請求項２】
前記マルチウェルプレートは、前記マルチウェルプレート供給位置と前記マルチウェルプレート排出位置と前記作業位置との間で水平状態を維持して移動され、前記第１ハンド機構は、マルチウェルプレートを左右両側から狭持する一対の把持部材と、前記各把持部材を前記枠体にマルチウェルプレートの左右方向に移動可能に支持する支持部材と、前記各把持部材を前記マルチウェルプレートが左右両側から狭持される方向と該挟持方向と逆の方向に動作させる開閉手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のマルチウェルプレート搬送装置。
【請求項３】
前記マルチウェルプレートは、前記マルチウェルプレート供給位置と前記マルチウェルプレート排出位置と前記作業位置との間で水平状態を維持して移動され、前記第２ハンド機構は、マルチウェルプレートを左右両側から狭持する一対の把持部材と、前記各把持部材を前記枠体にマルチウェルプレートの左右方向に移動可能に支持する支持部材と、前記各把持部材を前記マルチウェルプレートが左右両側から狭持される方向と該挟持方向と逆の方向に動作させる開閉手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のマルチウェルプレート搬送装置。
【請求項４】
前記第１ハンド機構の開閉手段は、前記各把持部材を前記マルチウェルプレートが左右両側から狭持される方向に付勢するバネ部材と、前記両把持部材間に位置して前記枠体に把持部材の移動方向と直角な方向に延在する回転可能なネジ軸と、前記ネジ軸を正逆方向に回転する駆動モータと、前記ネジ軸に螺合され該ネジ軸の回転に伴い長手方向に移動される可動部材と、前記可動部材と前記各把持部材間をそれぞれ連結する一対のリンクとを備えることを特徴とする請求項２記載のマルチウェルプレート搬送装置。
【請求項５】
前記第２ハンド機構の開閉手段は、前記各把持部材を前記マルチウェルプレートが左右両側から狭持される方向に付勢するバネ部材と、前記両把持部材間に位置して前記枠体に把持部材の移動方向と直角な方向に延在する回転可能なネジ軸と、前記ネジ軸を正逆方向に回転する駆動モータと、前記ネジ軸に螺合され該ネジ軸の回転に伴い長手方向に移動される可動部材と、前記可動部材と前記各把持部材間をそれぞれ連結する一対のリンクとを備えることを特徴とする請求項３記載のマルチウェルプレート搬送装置。
【請求項６】
前記枠体を昇降する駆動手段が前記移動体に設置され、前記枠体は前記駆動手段により前記作業位置及び前記供給位置と前記排出位置との間で昇降動作されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のマルチウェルプレート搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞の培養やＤＮＡの調製などに使用されるマルチウェルプレートの搬送装置に関し、さらに詳しくは、供給マガジンから取り出されたマルチウェルプレートを分注システム等の作業位置へ自動搬送し、この作業位置で分注処理等が終了後のマルチウェルプレートを排出位置へ自動的に搬送するようにしたマルチウェルプレート搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＤＮＡマイクロアレイによる遺伝子解析において、そのターゲットＤＮＡの調製に使用される器材としてマルチウェルプレートが知られている。
この種のマルチウェルプレート２は合成樹脂材により一体成形されるもので、図１１に示しように矩形のトレイ状を呈し、このトレイ状本体４にはＶ字底またはＵ字底の穴（well）６（例えば９６または３８４個の有底穴）が一定の間隔でマトリックス状に配列して多数形成されている。
【０００３】
従来、このようなマルチウェルプレート２を、例えば図示省略の分注機に対して搬出入させる場合は、マルチウェルプレート把持用のハンドを有する直角座標型または多関節型のようなロボットを分注機に組付け、このロボットにマルチウェルプレートの搬送行程をテーチングした後、このテーチング指令に従いロボットを動作させることにより、供給位置に待機するマルチウェルプレートをハンドで把持して分注機の分注ステージ上へ搬入する。そして、溶液が分注された後のマルチウェルプレート２は再びロボットのハンドで把持され、テーチング指令に従いロボットを動作させることで分注ステージ上から分注機外へ搬出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような従来のマルチウェルプレート搬送装置では、ロボットによるマルチウェルプレートの分注機への搬入工程、分注機によるマルチウェルプレートへの溶液分注工程及び分注機からのロボットによるマルチウェルプレートの搬出工程の各工程が時間軸方向に直列に並べられたものであるため、１つのマルチウェルプレートに要する分注作業時間は、マルチウェルプレートへの分注に要する時間に、マルチウェルプレートの搬入と搬出に要する時間とを加算した値となる。しかも、分注機の分注ステージとマルチウェルプレートの供給位置との間、及び分注機の分注ステージとマルチウェルプレートの排出位置との間でマルチウェルプレートを水平姿勢に保持しながらロボットにより安全にかつ確実に搬送するためには、その搬送速度を余り速くすることができない。このため、マルチウェルプレートの搬送に要する時間がマルチウェルプレートの分注作業時間に大きく作用し、その分注作業時間を増加させてしまうほか、分注作業以降の細胞の培養やＤＮＡの調製などの処理に悪影響を及ぼすという不具合があった。
【０００５】
本発明の目的は、マルチウェルプレートの搬送に要する時間を大幅に短縮できるとともにマルチウェルプレートに対する分注や細胞の培養、ＤＮＡの調製などの処理効率を向上し、併せて、マルチウェルプレートに対する把持圧力をマルチウェルプレートの構成材質の硬軟度に応じて調整できるマルチウェルプレート搬送装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、ＤＮＡ調製などに使用されるマルチウェルプレートを、互いに隣接して設けられたマルチウェルプレート供給位置及びマルチウェルプレート排出位置とこれら位置から離間された作業位置との間で自動的に搬送するマルチウェルプレート搬送装置であって、前記マルチウェルプレート供給位置に配設され、多数のマルチウェルプレートが上下方向に積み重ねられて収容されるとともに該積み重ねられたマルチウェルプレートが最下端から１つずつ分離されて取り出されるように構成されたマルチウェルプレート供給マガジンと、前記マルチウェルプレート排出位置に配設され、前記作業位置から排出位置に搬送されてきた作業処理済みのマルチウェルプレートを上下方向に積み重ねた状態で収容できるように構成されたマルチウェルプレート収容マガジンと、前記マルチウェルプレート供給マガジンの下方と前記マルチウェルプレート収容マガジンの下方とにわたって水平に延在して配設されたマルチウェルプレート載置用の載置台と、前記載置台に設けられ、前記マルチウェルプレート供給マガジンから分離されたマルチウェルプレートを受け取って前記載置台上に載置するとともに前記載置台に載置されている作業処理済みのマルチウェルプレートを前記マルチウェルプレート収容マガジンに下端開口から押し込むように動作する昇降機構と、前記マルチウェルプレート供給位置と前記マルチウェルプレート排出位置と前記作業位置との間で移動される移動体と、前記移動体を駆動する駆動手段と、前記移動体に昇降可能に設けられた枠体と、前記枠体に設けられ、前記マルチウェルプレート供給位置で前記載置台のマルチウェルプレートを把持し前記作業位置で開放動作する第１ハンド機構と、前記枠体に設けられ、前記作業位置でマルチウェルプレートを把持し前記マルチウェルプレート排出位置で開放動作する第２ハンド機構とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のマルチウェルプレート搬送装置においては、第１ハンド機構及び第２ハンド機構が移動体によりマルチウェルプレート供給位置及びマルチウェルプレート排出位置から作業位置へ移動される時は、マルチウェルプレート供給マガジンから分離されたマルチウェルプレートを第１ハンド機構で把持して作業位置へ自動的に搬送し、また、第１ハンド機構及び第２ハンド機構が移動体により作業位置からマルチウェルプレート供給位置及びマルチウェルプレート排出位置へ移動される時は、作業位置で処理されたマルチウェルプレートを第２ハンド機構で把持してマルチウェルプレート排出位置へ自動的に搬送する。
よって、マルチウェルプレートの作業位置への搬入及び作業位置からの搬出を移動体の一往復動作で行うことができ、マルチウェルプレートの搬送に要する時間を大幅に短縮することができるとともにマルチウェルプレートの分注等の処理効率を向上することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施の形態におけるマルチウェルプレート搬送装置の全体の概略構成を示す斜視図、図２は本発明の実施の形態におけるマルチウェルプレート載置台及び昇降機構の一部を切り欠いて示す正面図、図３は図２を上方から見た平面図、図４は図２のＡ−Ａ線に沿う横断平面図、図５は本発明の実施の形態における移動体・枠体・第１及び第２ハンド機構の一部を切り欠いて示す正面図、図６は図５を上方から見た平面図、図７は図５の右側面図、図８は図７のＢ−Ｂに沿う断面図、図９は本発明の実施の形態におけるマルチウェルプレート供給マガジンのマルチウェルプレート分離機構の説明図、図１０は本発明の実施の形態におけるマルチウェルプレート収容マガジンのマルチウェルプレート保持機構の説明図である。
【０００９】
図１において、マルチウェルプレート搬送装置は、マルチウェルプレート供給マガジン１００と、マルチウェルプレート収容マガジン２００と、マルチウェルプレート載置用の載置台３００と、昇降機構４００と、移動体５００と、駆動手段６００と、枠体７００と、第１ハンド機構８００と、第２ハンド機構９００等を備え、これらは図示省略の作業台上等に設置するための平板状の設置基台１０上に設置される。また、設置基台１０の四隅部分にはレベル調節脚１２がそれぞれ取り付けられている。
また、図１において、２０は昇降機構４００、駆動手段６００、第１ハンド機構８００及び第２ハンド機構９００等を制御する制御装置である。
【００１０】
上記マルチウェルプレート供給マガジン１００は、図１に示すように、設置基台１０上に互いに隣接して設けられたマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２のうちのマルチウェルプレート供給位置Ｐ１に配設されるもので、多数のマルチウェルプレート２を上下方向に積み重ねて収容する四角筒状の両端が開口された所望長さの筐体１０１を有し、この筐体１０１はマルチウェルプレート供給位置Ｐ１に支持部材１０２により鉛直に設置されている。また、筐体１０１の前面は全長に亘り開口され、この開口は扉１０３により開閉できる構成になっている。筐体１０１の前面開口はマルチウェルプレート２の筐体１０１への挿入に利用される。
【００１１】
上記筐体１０１の下端開口には、上記昇降機構４００の動作と協働して、筐体１０１に積み重ね状態に収納されたマルチウェルプレート２を最下端から１つずつ分離して取り出すためのマルチウェルプレート分離機構１０４が設けられている。
このマルチウェルプレート分離機構１０４は、図９に示すように、筐体１０１の下端開口において、相対向する左右箇所に揺動可能に設けられた一対の分離爪１０５と、この各分離爪１０５の先端を筐体１０１の内方へ突出するように付勢する一対のバネ部材１０６と、上記各分離爪１０５をバネ部材１０６に抗して筐体１０１内方への突出方向と逆の方向に動作させる一対のプランジャー１０７とを備えている。
【００１２】
上記マルチウェルプレート収容マガジン２００は、図１に示すように、設置基台１０上に互いに隣接して設けられたマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２のうちのマルチウェルプレート排出位置Ｐ２に配設されるもので、マルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２から離間された作業位置Ｐ３からマルチウェルプレート排出位置Ｐ２に搬送されてきた作業処理済みのマルチウェルプレート２Ａを上下方向に積み重ねた状態で収容できるように構成された、四角筒状の両端が開口された所望長さの筐体２０１を有し、この筐体２０１はマルチウェルプレート排出位置Ｐ２に支持部材２０２により鉛直に設置されている。また、筐体２０１の前面は全長に亘り開口され、この開口は扉２０３により開閉できる構成になっている。また、筐体２０１の前面開口は作業処理済みマルチウェルプレート２Ａの筐体２０１からの取り出しに利用される。
【００１３】
上記筐体２０１の下端開口には、上記昇降機構４００の上昇動作により筐体２０１の下端開口から押し込まれた作業処理済みマルチウェルプレート２Ａを筐体２０１内に保持するマルチウェルプレート保持機構２０４が設けられている。
このマルチウェルプレート保持機構２０４は、図１０に示すように、筐体２０１の下端開口において、相対向する左右箇所に揺動可能に設けられた一対の保持爪２０５と、この各保持爪２０５の先端を筐体２０１の内方へ突出するように付勢する一対のバネ部材２０６とを備えている。
【００１４】
上記載置台３００は、マルチウェルプレート供給マガジン１００から分離されたマルチウェルプレート２を載置するとともに作業処理済みのマルチウェルプレート２Ａを載置するもので、図１〜図３に示すように、マルチウェルプレート供給マガジン１００の下方とマルチウェルプレート収容マガジン２００の下方とにわたって水平に延在して配置された長方形状の載置板３０１を有し、この載置板３０１は、設置基台１０に固定した基板３０２に鉛直に立設された一対の支柱３０３の上端に水平に取着され、さらに、この載置板３０１の上面には、マルチウェルプレート２を載置板３０１上に位置決めするコーナ係合片３０４及び作業処理済みマルチウェルプレート２Ａを載置板３０１上に位置決めするコーナ係合片３０５がそれぞれ設けられている。
【００１５】
上記昇降機構４００は、マルチウェルプレート供給マガジン１００からマルチウェルプレート分離機構１０４により分離されたマルチウェルプレート２を受け取って載置板３０１上の位置決めするコーナ係合片３０４の部分に載置するとともに載置板３０１上の位置決めするコーナ係合片３０５に保持されている作業処理済みのマルチウェルプレート２Ａをマルチウェルプレート収容マガジン２００に下端開口から押し込むように動作させるもので、マルチウェルプレート２の四隅部分と対向するように載置板３０１を貫通して鉛直方向に配置された４本の昇降ロッド４０１と、作業処理済みマルチウェルプレート２Ａの四隅部分と対向するように載置板３０１を貫通して鉛直方向に配置された４本の昇降ロッド４０２と、この各昇降ロッド４０１及び４０２が一体的に昇降動作できるように、それぞれの下端を一体に結合する支持板４０３と、この支持板４０３を載置板３０１の各支柱３０３に昇降可能に支持する一対のボールブッシュ４０４と、支持板４０３の中央箇所を貫通して鉛直に配置され、かつ基板３０２と載置板３０１とに回転可能に軸支されたネジ軸４０５と、支持板４０３のネジ軸貫通部に固定されネジ軸４０５に螺合された昇降用ナット４０６と、ネジ軸４０５を正逆方向に回転させる駆動手段４０７とを備えている。
【００１６】
上記駆動手段４０７は、設置基台１０に設けられた正逆回転可能な駆動モータ４０８と、ネジ軸４０５の下端に設けたタイミングプーリ４０９と、この駆動モータ４０８の回転軸に設けたタイミングプーリ４１０と、タイミングプーリ４０９と４１０間に巻き掛けられたタイミングベルト４１１とから構成されている。また、昇降機構４００は、昇降ロッド４０１及び４０２の上昇端及び下降端をそれぞれ検出する上昇端用フォトセンサー４１２と下降端用フォトセンサー４１３を備えている。
【００１７】
上記移動体５００は、マルチウェルプレート２及び作業処理済みマルチウェルプレート２Ａをマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２と作業位置Ｐ３との間で搬送するためもので、この移動体５００は、図１及び図５〜図８に示すように、基板５０１を有し、この基板５０１は、設置基台１０上に設置したガイドレール５０２にスライダ５０３を介して移動可能に取り付けられている。
【００１８】
上記移動体５００を駆動する駆動手段６００は、図１に示すように、ガイドレール５０２の一端側において設置基台１０上に設置された正逆回転可能な減速機内蔵型の駆動モータ６０１と、ガイドレール５０２の他端側において設置基台１０上に回転可能に軸支された従動タイミングプーリ６０２と、この従動タイミングプーリ６０２と駆動モータ６０１の回転軸に設けた駆動タイミングプーリ６０３間に巻き掛けられたタイミングベルト６０４とから構成されている。そして、タイミングベルト６０４は、図１及び図７に示すように、狭持部材６０６と締め付けボルト６０７により基板５０１に固着されている。したがって、このタイミングベルト６０４を駆動モータ６０１の回転に伴い走行駆動することにより、移動体５００をガイドレール５０２の長手方向に沿って往復移動できるようになっている。
【００１９】
上記枠体７００は、上記第１ハンド機構８００及び第２ハンド機構９００を移動体５００に支持するためのもので、この枠体７００は、図５〜図８に示すように移動体５００の移動方向に延在する長方形状の水平基板７０１と、この水平基板７０１の両端に上方へ鉛直に突設した一対の側板７０２と、この両側板７０２の上端間に差し渡し状態に固着した天板７０３と、水平基板７０１の両端部に下方へ鉛直に突設した一対の昇降用支持軸７０４とを備え、この各昇降用支持軸７０４は、基板５０１に鉛直に設けた一対のガイドブッシュ５０４に上下動可能に嵌合されている。
【００２０】
また、上記移動体５００には、枠体７００を昇降動作する駆動手段７１０が設置されている。
この駆動手段７１０は、図５、図７及び図８に示すように、移動体５００の基板５０１の長手方向に中間箇所に位置して設けた減速機内臓の駆動モータ７１１と、枠体７００の水平基板７０１の下面に対向するようにして駆動モータ７１１の回転軸に偏心して取着された円盤カム７１２と、この円盤カム７１２と係合するように水平基板７０１の下面に固着されたカムフォロアー７１３と、カムフォロアー７１３が円盤カム７１２の周面に圧接されるように基板５０１と水平基板７０１との間に掛け渡された複数のバネ部材７１４とを備えている。
【００２１】
上記第１ハンド機構８００は、図１に示すように、移動体５００と一体にマルチウェルプレート供給位置Ｐ１と作業位置Ｐ３との間で往復移動され、かつマルチウェルプレート供給位置Ｐ１で載置台３００上のマルチウェルプレート２を把持し作業位置Ｐ３で開放動作するものであり、上記枠体７００に組み付けられている。
【００２２】
すなわち、上記第１ハンド機構８００は、図５〜図８に示すように、マルチウェルプレート２を左右両側から狭持する一対の把持部材８０１，８０２を有し、この把持部材８０１，８０２は、枠体７００からマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及び作業位置Ｐ３側へ水平に突出するように構成されている。このために各把持部材８０１，８０２の基部は、枠体７００の水平基板７０１と平行になるようにして両側板７０２間に差し渡し状態に設けられた複数のガイドロッド（請求項の支持部材に相当する）７０５にスライドブッシュ８０４，８０５を介してマルチウェルプレート２の左右方向に移動可能に支持されている。
また、第１ハンド機構８００は、図５〜図８に示すように各把持部材８０１，８０２をマルチウェルプレート２が左右両側から狭持される方向と該挟持方向と逆の方向に動作させる開閉手段８１０とを備えている。
【００２３】
上記第１ハンド機構８００の開閉手段８１０は、図５〜図８に示すように、両把持部材８０１，８０２の基部間に掛け渡され、各把持部材８０１，８０２をマルチウェルプレート２が左右両側から狭持される方向に付勢するバネ部材８１１と、両把持部材８０１，８０２の基部間に位置して枠体７００の水平基板７０１と天板７０３間に把持部材８０１，８０２の移動方向と直角な方向に軸支された回転可能なネジ軸８１２と、水平基板７０１の下面に固着され、ネジ軸８１２を正逆方向に回転する減速機内臓の駆動モータ８１３と、ネジ軸８１２に螺合されネジ軸８１２の回転に伴い長手方向に移動される可動部材８１４と、この可動部材８１４と各把持部材８０１，８０２の基部との間をそれぞれ連結する一対のリンク８１５，８１６とを備える。
【００２４】
なお、可動部材８１４とリンク８１５，８１６は、図５に示すように、可動部材８１４に形成した上下方向に長いカム溝８１４Ａ，８１４Ｂにリンク８１５，８１６に設けたカムフォロアー８１５Ａ，８１６Ａを係合することによりスライド可能に連結されている。
また、図５及び図６において、８１７は把持部材８０１及び８０２がマルチウェルプレート２の左右両側に接近してマルチウェルプレート２を左右両側から挟持される挟持方向への移動量を設定するフォトセンサーであり、８１８は把持部材８０１及び８０２がマルチウェルプレート２の左右両側から離間する開放方向への移動量を設定するフォトセンサーである。また、８１９はフォトセンサー８１７，８１８を動作させるために把持部材８０２の基部に設けた操作片である。
【００２５】
上記第２ハンド機構９００は、図１に示すように、移動体５００と一体にマルチウェルプレート排出位置Ｐ２と作業位置Ｐ３との間で往復移動され、かつ作業位置Ｐ３で作業処理済みマルチウェルプレート２Ａを把持しマルチウェルプレート排出位置Ｐ２で開放動作するものであり、上記枠体７００に組み付けられている。
【００２６】
すなわち、上記第２ハンド機構９００は、図５〜図８に示すように、マルチウェルプレート２Ａを左右両側から狭持する一対の把持部材９０１，９０２を有し、この把持部材９０１，９０２は、枠体７００からマルチウェルプレート排出位置Ｐ２及び作業位置Ｐ３側へ水平に突出する形態に構成されている。このために各把持部材９０１，９０２の基部は、枠体７００の水平基板７０１と平行になるようにして両側板７０２間に差し渡し状態に設けられた複数のガイドロッド（請求項の支持部材に相当する）７０５にスライドブッシュ９０４，９０５を介してマルチウェルプレート２Ａの左右方向に移動可能に支持されている。
また、第２ハンド機構９００は、図５〜図８に示すように各把持部材９０１，９０２をマルチウェルプレート２Ａが左右両側から狭持される方向と該挟持方向と逆の方向に動作させる開閉手段９１０とを備えている。
【００２７】
上記第２ハンド機構９００の開閉手段９１０は、図５〜図８に示すように、両把持部材９０１，９０２の基部間に掛け渡され、各把持部材９０１，９０２をマルチウェルプレート２Ａが左右両側から狭持される方向に付勢するバネ部材９１１と、両把持部材９０１，９０２の基部間に位置して枠体７００の水平基板７０１と天板７０３間に把持部材９０１，９０２の移動方向と直角な方向に軸支された回転可能なネジ軸９１２と、水平基板７０１の下面に固着され、ネジ軸９１２を正逆方向に回転する減速機内臓の駆動モータ９１３と、ネジ軸９１２に螺合されネジ軸９１２の回転に伴い長手方向に移動される可動部材９１４と、この可動部材９１４と各把持部材９０１，９０２の基部間をそれぞれ連結する一対のリンク９１５，９１６とを備える。
【００２８】
なお、可動部材９１４とリンク９１５，９１６は、図５に示すように、可動部材９１４に形成した上下方向に長いカム溝９１４Ａ，９１４Ｂにリンク９１５，９１６に設けたカムフォロアー９１５Ａ，９１６Ａを係合することによりスライド可能に連結されている。
また、図５及び図６において、９１７は把持部材９０１及び９０２がマルチウェルプレート２Ａの左右両側に接近してマルチウェルプレート２Ａを左右両側から挟持される挟持方向への移動量を設定するフォトセンサーであり、９１８は把持部材９０１及び９０２がマルチウェルプレート２Ａの左右両側から離間する開放方向への移動量を設定するフォトセンサーである。また、９１９はフォトセンサー９１７，９１８を動作させるために把持部材９０２の基部に設けた操作片である。
【００２９】
次に、上記のように構成された本実施の形態におけるマルチウェルプレート搬送装置の動作について説明する。この実施の形態では、マルチウェルプレートに細胞の培養やＤＮＡの調整などに使用される培地などの溶液を分注する場合の搬送について述べる。
この場合は、マルチウェルプレート供給マガジン１００に多数のマルチウェルプレート２を上下方向に積み重ねて収容する。また、作業位置Ｐ３には、図１に示すように分注機３０を配設する。さらに、枠体７００、第１ハンド機構８００及び第２ハンド機構９００を含む移動体５００をマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２と対向する位置に移動し、第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２及び第２ハンド機構９００の把持部材９０１，９０２を載置板３０１上に臨ませておく。
【００３０】
かかる状態において、制御装置２０が動作されると、まず、昇降機構４００の駆動モータ４０８が逆方向に起動され、これによりネジ軸４０５反時計方向に回転されると、昇降用ナット４０６及び支持板４０３を含めた各昇降ロッド４０１及び４０２は図２の仮想線に示すように上昇端用フォトセンサー４１２が動作する上昇端まで上昇する。
この時、マルチウェルプレート排出位置Ｐ２に対応する載置板３０１上に作業処理済みのマルチウェルプレート２Ａがあれば、このマルチウェルプレート２Ａは図２の仮想線に示すように４本の昇降ロッド４０２により押し上げられ、マルチウェルプレート収容マガジン２００内にその下端開口から押し込まれる。そして、マルチウェルプレート収容マガジン２００内に押し込まれたマルチウェルプレート２Ａは図１０に示すマルチウェルプレート保持機構２０４の保持爪２０５により保持される。
【００３１】
一方、マルチウェルプレート供給位置Ｐ１に対応する４本の昇降ロッド４０１が上昇端に達した状態になると、図９に示すマルチウェルプレート分離機構１０４のプランジャー１０７が伸長動作して、分離爪１０５の先端が筐体１０１の外側へ回動される。これにより、マルチウェルプレート供給マガジン１００内のマルチウェルプレート２全体が降下され、その最下端に位置するマルチウェルプレート２が４本の昇降ロッド４０１の先端に載置される。次いで、プランジャー１０７が収縮動作すると、分離爪１０５の先端が筐体１０１の内方へ突出し、昇降ロッド４０１の先端に載置されたマルチウェルプレート２の次のマルチウェルプレート２を下面から保持する。これらの動作を繰り返すことにより、マルチウェルプレート供給マガジン１００からマルチウェルプレート２を１つずつ分離することができる。
また、各昇降ロッド４０１及び４０２は図２の実線に示すように下降端用フォトセンサー４１３が動作する下降端に達すると、４本の昇降ロッド４０１の先端に載置されたマルチウェルプレート２は載置板３０１上に載置され、コーナ係合片３０４により位置決め保持される。
【００３２】
上記のように昇降機構４００の昇降ロッド４０１及び４０２が下降端に達したことが下降端用フォトセンサー４１３で検出されると、制御装置２０により第１ハンド機構８００の開閉手段８１０が動作され、載置板３０１上に分離載置されたマルチウェルプレート２は把持部材８０１，８０２により左右両側から挟持される。この場合、ネジ軸８１２を駆動モータ８１３で時計回りに回転させることにより可動部材８１４を図５において下方に移動させ、可動部材８１４にリンク８１５，８１６を介して連結された左右の把持部材８０１，８０２を互いに接近する方向に移動させる。そして、この把持部材８０１及び８０２の接近方向への移動に伴い操作片８１９がフォトセンサー８１７に達すると、このフォトセンサー８１７からの信号を受けた制御装置２０が駆動モータ８１３を停止制御する。これにより、マルチウェルプレート２は把持部材８０１および８０２で左右両側から挟持された状態に保持される。
【００３３】
ここで、把持部材８０１及び８０２によるマルチウェルプレート２の挟持圧はフォトセンサー８１７に対する操作片８１９の相対位置で設定される把持部材８０１及び８０２の挟持方向への移動量により決定される。即ち、挟持方向への移動量を大きくすればマルチウェルプレート２への挟持圧は大きくなり、挟持方向への移動量を小さくすればマルチウェルプレート２への挟持圧は小さくなる。
【００３４】
また、両把持部材８０１，８０２はバネ部材８１１によりマルチウェルプレート２が左右両側から狭持される方向に付勢され、しかも、リンク８１５及び８１６の一端は、可動部材８１４のカム溝８１４Ａ，８１４Ｂにカムフォロアー８１５Ａ，８１６Ａを介してスライド可能に係合されているため、ネジ軸８１２が駆動モータ８１３で時計回りに回転されることにより可動部材８１４が図５において下方に移動されると、この動作につれて両把持部材８０１，８０２はバネ部材８１１のバネ力で互いに接近する方向に移動される。そして、両把持部材８０１，８０２がマルチウェルプレート２の左右両側面に当接すると、バネ部材８１１のバネ力による両把持部材８０１，８０２の挟持方向への移動が停止する。この時点でネジ軸８１２の時計回り回転による可動部材８１４の移動を停止すれば、マルチウェルプレート２に対する把持部材８０１及び８０２の挟持圧はバネ部材８１１から付与される圧力となる。
このような挟持圧は、比較的変形し易い軟質の樹脂材からなるマルチウェルプレート２を左右両側から挟持して搬送する時に好適となる。
【００３５】
また、両把持部材８０１，８０２がマルチウェルプレート２の左右両側面に当接された後も、ネジ軸８１２の時計回り回転による可動部材８１４の移動を継続すると、リンク８１５，８１６のカムフォロアー８１５Ａ，８１６Ａが可動部材８１４の上下方向に長いカム溝８１４Ａ，８１４Ｂの上端に係止される。この状態で、可動部材８１４が図５において下方へ更に移動されると、この移動につれて両把持部材８０１，８０２が互いに接近する挟持方向に移動される。その結果、両把持部材８０１，８０２はマルチウェルプレート２の左右両側面を更に強い圧力で挟持するようになる。
このような挟持圧は、比較的変形しにくい硬質の樹脂材からなるマルチウェルプレート２を左右両側から挟持して搬送する時に好適となる。
【００３６】
マルチウェルプレート供給位置ｐ１での第１ハンド機構８００によるマルチウェルプレート２の把持がなされたことが、第１ハンド機構８００に設けた図示省略のセンサーにより検出されると、枠体７００の昇降用駆動手段７１０を構成する駆動モータ７１１が制御装置２０からの指令を受けて起動され、図８において偏心円盤カム７１２を１８０度回転させる。この円盤カム７１２が１８０度回転されると、これにカムフォロアー７１３を介して圧接された枠体７００全体がバネ部材７１４のバネ圧に抗して上昇され、その上昇位置を保持する。これにより、第１ハンド機構８００及びこれに把持されたマルチウェルプレート２と第２ハンド機構９００を載置台３００の載置板３０１上から離間させる。
【００３７】
上記第１ハンド機構８００及び第２ハンド機構９００を含む枠体７００全体の上昇端位置が図示省略のセンサーにより認識されると、移動体５００の往復用駆動手段６００を構成する駆動モータ６０１が制御装置２０からの指令により起動され、枠体７００を含む移動体５００全体が図１においてマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及び排出位置Ｐ２から作業位置Ｐ３に向けガイドレール５０２上を移動される。そして、第２ハンド機構９００の把持部材９０１，９０２が作業位置Ｐ３に設けられているマルチウェルプレート載置台４０と対向する位置まで移動されると移動体５００が停止する。この停止動作につれて枠体昇降用駆動手段７１０の駆動モータ７１１が再起動され、偏心円盤カム７１２を更に１８０度回転させる。これにより、枠体７００を下降して第２ハンド機構９００の把持部材９０１，９０２をマルチウェルプレート載置台４０上に接近保持させる。
【００３８】
ここで、マルチウェルプレート載置台４０上に分注機３０による溶液分注済みのマルチウェルプレート２Ａが載置されていれば、第２ハンド機構９００の開閉手段９１０が動作し、第２ハンド機構９００の把持部材９０１，９０２を互いに接近する方向に作動させることにより、マルチウェルプレート載置台４０上にある溶液分注済みのマルチウェルプレート２Ａを左右両側から挟持し把持する。そして、マルチウェルプレート２Ａの把持動作が終了すると、枠体昇降用駆動手段７１０の駆動モータ７１１を再起動し、偏心円盤カム７１２を更に１８０度回転することにより枠体７００を再度上昇させ、マルチウェルプレート２Ａを把持した状態の第２ハンド機構９００の把持部材９０１，９０２をマルチウェルプレート載置台４０から離間する。
なお、第２ハンド機構９００の把持部材９０１，９０２によりマルチウェルプレート載置台４０上の溶液分注済みマルチウェルプレート２Ａを左右両側から挟持する時の動作は、上述した第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２と同様であるので、その動作説明は省略する。
【００３９】
上記枠体７００の上昇端位置が図示省略のセンサーにより認識されると、移動体往復用駆動手段６００の駆動モータ６０１が制御装置２０からの指令により上記往き時と逆に起動され、枠体７００を含む移動体５００を上記と逆の方向に移動させる。そして、この移動につれて第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２で把持されたマルチウェルプレート２がマルチウェルプレート載置台４０と相対向される位置くると移動体５００の移動が停止させる。これと同時に、枠体昇降用駆動手段７１０の駆動モータ７１１が再起動され、偏心円盤カム７１２が更に１８０度回転されることにより枠体７００を再度下降動作させる。これにより、第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２で把持されているマルチウェルプレート２をマルチウェルプレート載置台４０上に載置した後、第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２を開閉手段８１０により開動作する。これにより、マルチウェルプレート２をマルチウェルプレート載置台４０上に搬入セットする。その後、枠体昇降用駆動手段７１０の駆動モータ７１１を再起動し、偏心円盤カム７１２を更に１８０度回転することにより枠体７００を再度上昇させ、第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２をマルチウェルプレート載置台４０から離間する。
【００４０】
マルチウェルプレート２がマルチウェルプレート載置台４０上に搬入された後の枠体７００の上昇端位置が図示省略のセンサーにより認識されると、移動体往復用駆動手段６００の駆動モータ６０１が制御装置２０からの指令により再度上記往き時と逆に起動され、枠体７００を含む移動体５００全体が作業位置Ｐ３からマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及び排出位置Ｐ２に向けガイドレール５０２上を移動される。そして、第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２がマルチウェルプレート供給位置Ｐ１と対向し、かつ、溶液分注済みマルチウェルプレート２Ａを把持した第２ハンド機構９００の把持部材９０１，９０２がマルチウェルプレート排出位置Ｐ２と対向すると移動体５００の動作は停止する。これと同時に、枠体昇降用駆動手段７１０の駆動モータ７１１が再起動され、偏心円盤カム７１２が更に１８０度回転されることにより枠体７００を再度下降動作させる。これにより、開放状態にある第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２を載置台３００に近接させて、次のマルチウェルプレート２の把持に待機する。また、溶液分注済みマルチウェルプレート２Ａを把持した第２ハンド機構９００の把持部材９０１，９０２も載置台３００に近接され、この状態で把持部材９０１，９０２を開閉手段９１０で開動作することにより溶液分注済みマルチウェルプレート２Ａを開放し、マルチウェルプレート収容マガジン２００と対向する載置板３０１上に載置する。
【００４１】
以下、上述した一連の動作を繰り返し実行することにより、マルチウェルプレート供給マガジン１００から分離されたマルチウェルプレート２を第１ハンド機構８００によりマルチウェルプレート供給位置Ｐ１から作業位置Ｐ３へ自動的に搬送し、作業位置Ｐ３で処理された溶液分注済みマルチウェルプレート２Ａを第２ハンド機構９００によりマルチウェルプレート排出位置Ｐ２へ自動的に搬出することができる。
【００４２】
したがって、本実施の形態におけるマルチウェルプレート搬送装置によれば、互いに隣接して設けられたマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２のうち、マルチウェルプレート供給位置Ｐ１に対応する第１ハンド機構８００と、マルチウェルプレート排出位置Ｐ２に対応する第２ハンド機構９００を枠体７００に組み込み、この枠体７００をマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２と作業位置Ｐ３との間で水平方向に移動可能に設けた移動体５００に昇降可能に設け、第１ハンド機構８００及び第２ハンド機構９００が移動体５００によりマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２から作業位置Ｐ３へ移動される時は、マルチウェルプレート供給マガジン１００から分離されたマルチウェルプレート２を第１ハンド機構８００で把持して作業位置Ｐ３へ自動的に搬送し、また、第１ハンド機構８００及び第２ハンド機構９００が移動体５００により作業位置Ｐ３からマルチウェルプレート供給位置Ｐ１及びマルチウェルプレート排出位置Ｐ２へ移動される時は、作業位置Ｐ３で分注処理されたマルチウェルプレート２Ａを第２ハンド機構９００で把持してマルチウェルプレート排出位置Ｐ２へ自動的に搬送するようにしたので、マルチウェルプレートの作業位置Ｐ３への搬入及び作業位置Ｐ３からの搬出を移動体５００の一往復動作で行うことができる。これにより、マルチウェルプレートの搬送に要する時間を大幅（従来のロボットによる場合の１／３程度）に短縮することができるとともにマルチウェルプレートの溶液分注効率を向上することができる。
【００４３】
また、本実施の形態においては、マルチウェルプレートの載置台３００に昇降機構４００を設け、この昇降機構４００を昇降動作することにより、マルチウェルプレート供給マガジン１００から分離されたマルチウェルプレート２を受け取って載置台３００上に自動的に載置でき、かつ載置台３００上に載置されている分注済みのマルチウェルプレート２Ａをマルチウェルプレート収容マガジン２００に下端開口から押し込むことでマガジン２００内へ自動的に収容することができる。これにより、マルチウェルプレートの搬送に要する時間を更に短縮することができる。
【００４４】
さらに、本実施の形態においては、第１ハンド機構８００の把持部材８０１，８０２はバネ部材８１１によりマルチウェルプレート２が左右両側から狭持される方向に付勢され、しかも、リンク８１５及び８１６の一端は、可動部材８１４のカム溝８１４Ａ，８１４Ｂにカムフォロアー８１５Ａ，８１６Ａを介してスライド可能に係合される構成になっているため、マルチウェルプレート２に対する把持部材８０１及び８０２の挟持圧力をマルチウェルプレートの構成材質の硬軟度に応じて調整することができ、マルチウェルプレートの構成材質の硬軟度に関係なく常に安定に把持することができる。
また、このような作用効果は、分注済みのマルチウェルプレート２Ａを把持する第２ハンド機構９００においても得られる。
【００４５】
なお、本発明のマルチウェルプレート搬送装置は、分注機へのマルチウェルプレートの搬入、搬出に限らず、遺伝子診断、ゲノム創薬、遺伝子治療等の解析や分析に使用されるマルチウェルプレートの搬送にも適用することができる。
また、本発明における昇降機構４００、第１ハンド機構８００および第２ハンド機構９００等の構成は上記実施の形態に示すものに限定されない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載のマルチウェルプレート搬送装置によれば、マルチウェルプレート供給位置から作業位置へのマルチウェルプレートの搬送、及び作業位置からマルチウェルプレート排出位置へのマルチウェルプレートの搬送を移動体の一往復動作で行うことができ、これにより、マルチウェルプレートの搬送に要する時間を大幅に短縮することができるとともにマルチウェルプレートに対する溶液分注などの処理効率を向上することができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、昇降機構を昇降動作することにより、マルチウェルプレート供給マガジンから分離されたマルチウェルプレートを載置台上に自動的に載置でき、かつ載置台上に載置されている処理済みのマルチウェルプレートをマルチウェルプレート収容マガジンに下端開口から押し込むことで自動的に収容することができ、これに伴い、マルチウェルプレートの搬送に要する時間を更に短縮することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、第１及び第２ハンド機構の把持部材の開閉手段は、各把持部材をマルチウェルプレートが左右両側から狭持される方向に付勢するバネ部材と、両把持部材間に位置して枠体に把持部材の移動方向と直角な方向に延在する回転可能なネジ軸と、このネジ軸を正逆方向に回転する駆動モータと、ネジ軸に螺合され該ネジ軸の回転に伴い長手方向に移動される可動部材と、この可動部材と各把持部材間をそれぞれ連結する一対のリンクとから構成されているため、マルチウェルプレートに対する把持部材の挟持圧力をマルチウェルプレートの構成材質の硬軟度に応じて調整することができ、マルチウェルプレートの構成材質の硬軟度に関係なく常に安定に把持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるマルチウェルプレート搬送装置の全体の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるマルチウェルプレート載置台及び昇降機構の一部を切り欠いて示す正面図である。
【図３】図２を上方から見た平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う横断平面図である。
【図５】本発明の実施の形態における移動体・枠体・第１及び第２ハンド機構の一部を切り欠いて示す正面図である。
【図６】図５を上方から見た平面図である。
【図７】図５の右側面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂに沿う断面図である。
【図９】本発明の実施の形態におけるマルチウェルプレート供給マガジンのマルチウェルプレート分離機構の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態におけるマルチウェルプレート収容マガジンのマルチウェルプレート保持機構の説明図である。
【図１１】マルチウェルプレートの説明用斜視図である。
【符号の説明】
１０……設置基台、２０……制御装置、３０……分注機、１００……マルチウェルプレート供給マガジン、２００……マルチウェルプレート収容マガジン、３００……載置台、４００……昇降機構、５００……移動体、６００……駆動手段、７００……枠体、７０１……駆動手段、８００……第１ハンド機構、８０１，８０２……把持部材、８１０……開閉手段、８１１……バネ部材、９００……第２ハンド機構、９０１，９０２……把持部材、９１０……開閉手段、９１１……バネ部材、Ｐ１……マルチウェルプレート供給位置、Ｐ２……マルチウェルプレート排出位置、Ｐ３……作業位置。
【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】
0003924595.tif 000008
【図８】
0003924595.tif 000009
【図９】
0003924595.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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