(57)【要約】【課題】簡素な構成で、抽出する生長点の汚染や損傷を防止しつつ、短時間で効率良く生長点を容易かつ確実に抽出することが可能な茎頂部処理装置を提供すること。【解決手段】植物の茎頂部Ｐの培養に用いられる生長点を露出させる茎頂部処理装置１０であって、所定の回転軸３１を中心として回転可能な回転ステージ３０と、回転ステージ３０に茎頂部Ｐを固定するワーク固定手段４０と、回転ステージ３０に固定された茎頂部Ｐに向けて気体を噴出可能なブローノズル５１とを備える茎頂部処理装置１０。【選択図】図５
2016013069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物の茎頂部の培養に用いられる生長点を露出させる茎頂部処理装置であって、
所定の回転軸を中心として回転可能な回転ステージと、
前記回転ステージに茎頂部を固定するワーク固定手段と、
前記回転ステージに固定された茎頂部に向けて気体を噴出可能なブローノズルと、
を備えることを特徴とする茎頂部処理装置。
【請求項２】
前記回転ステージと前記ワーク固定手段と前記ブローノズルとを密閉状態で収容する密閉ケースを備えることを特徴とする請求項１に記載の茎頂部処理装置。
【請求項３】
前記ブローノズルおよび前記密閉ケース内に気体を供給する共通の気体供給源を備えることを特徴とする請求項２に記載の茎頂部処理装置。
【請求項４】
前記ワーク固定手段は、前記茎頂部の上側部分を通過させ前記茎頂部の底部を通過させないサイズの上下貫通穴が形成された穴付きカバーと、前記穴付きカバーを前記回転ステージに固定するカバー固定手段とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の茎頂部処理装置。
【請求項５】
前記回転ステージに固定された茎頂部を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像を表示するとともに前記ブローノズルの操作指示を受け付けるタッチパネルディスプレイとを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の茎頂部処理装置。
【請求項６】
前記ブローノズルは、その先端が、前記回転ステージに固定された茎頂部に対して１〜２ｍｍ離れた位置まで近接可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の茎頂部処理装置。
【請求項７】
前記ブローノズルは、前記回転ステージの回転軸から所定距離ずれた方向に気体を噴出可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の茎頂部処理装置。
【請求項８】
前記ブローノズルは、水平面に対して６０°〜８０°の角度で、前記回転ステージに固定された茎頂部に対して斜め上方から気体を噴出可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の茎頂部処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の茎頂部の外側組織を除去し、茎頂培養に用いられる生長点を露出させる茎頂部処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物培養方法の１つとして、植物の茎の先端である茎頂部から、細胞分裂が盛んに行われる生長点を取り出し、当該生長点を養分を含む培地にて培養する茎頂培養が知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
このような生長点を茎頂部から抽出する際には、生長点の周囲を覆う表皮や葉等の外側組織を開かせるか、除去して生長点を露出する必要があるが、この茎頂部は高さが約０．２〜１．０ｍｍ程度と微小であり、肉眼で視認することが困難であることから、作業者がルーペ等を用いて茎頂部を拡大視しつつ、メスやカッター等を用いて手作業で茎頂部の外側組織を切断することで、外側組織を開かせていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７８３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述したように茎頂部のサイズは約０．２〜１．０ｍｍ程度と微小であることから、作業時に実体顕微鏡等を用いて茎頂部を支持しながら拡大視する必要があることに加えて、茎頂部は指先で圧力を加えると潰れてしまう程度に柔らかく、指先で震えることなく支持することが困難であることから、生長点に損傷を与えることなく、茎頂部の露出あるいは、外側組織の切断作業を行うことは難しく、そのため、多くの茎頂部の廃棄ロスが発生するという問題や、切断作業に多くの作業時間がかかり作業効率が悪い、作業者の熟練を要し、疲労・負担が大きく、長時間の作業・多数の処理ができず、量産が難しい、コンタミネーションのリスクが大きいという問題があった。
【０００６】
また、生長点は茎頂培養の材料として用いられるものであるため、菌等による汚染を防ぐ必要があるが、上述した手作業による外側組織の除去作業では、作業者の手指、呼気、メス等の刃物、ルーペ等、生長点の汚染源となり得る要因が多く、抽出した生長点が汚染され易いという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構成で、抽出する生長点の汚染や損傷を防止しつつ、短時間で効率良く生長点を容易かつ確実に抽出することが可能な茎頂部処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、植物の茎頂部の培養に用いられる生長点を露出させる茎頂部処理装置であって、所定の回転軸を中心として回転可能な回転ステージと、前記回転ステージに茎頂部を固定するワーク固定手段と、前記回転ステージに固定された茎頂部に向けて気体を噴出可能なブローノズルとを備えることにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本請求項１に係る発明によれば、所定の回転軸を中心として回転可能な回転ステージと、回転ステージに茎頂部を固定するワーク固定手段と、回転ステージに固定された茎頂部に向けて気体を噴出可能なブローノズルとを備えることにより、処理対象である茎頂部を回転させつつ茎頂部に向けてブローノズルから気体を噴出することで、噴出された気体を茎頂部の外面に均等に当て、茎頂部の外側組織を吹き飛ばすことが可能であるため、簡素な構成で、生長点の汚染を防止しつつ、短時間で効率良く生長点を露出させることができる。
また、茎頂培養を行うことを目的とした茎頂部処理においては、摘出する生長点が菌等によって汚染されることを回避するために、茎頂部処理をクリーンな無菌状態で行うことが要求され、茎頂部の処理環境にクリーンな気体を供給する気体供給源の設置が必要となる。そして、本請求項１に係る発明では、生長点を露出させるにあたって、前記気体供給源から供給される気体を利用することが可能であるため、設備投資費用を低減することができる。
【００１０】
本請求項２に係る発明によれば、茎頂部処理装置の各部を密閉ケースに密閉状態で収容することにより、茎頂部の処理空間を外部環境から隔離し、クリーンな無菌状態で茎頂部処理を行うことができるばかりでなく、外部環境における風の有無や湿度等による影響を排除し、ブローノズルから噴出された気体を用いた茎頂部の生長点の露出作業を確実に達成することができる。
本請求項３に係る発明によれば、ブローノズルおよび密閉ケース内に共通の気体供給源から気体を供給することにより、気体供給源の数量を低減することができるばかりでなく、供給される気体を無菌状態に維持するためのフィルター等の設備についても共通化することができるため、設備投資費用を低減することができる。
本請求項４に係る発明によれば、ワーク固定手段が、茎頂部の上側部分を通過させ茎頂部の底部を通過させないサイズの上下貫通穴が形成された穴付きカバーと、穴付きカバーを回転ステージに固定するカバー固定手段とを有することにより、穴付きカバーの上方に突出させつつ、茎頂部の底部を環状に強固に押さえ付けることが可能であるため、簡素な構成で、生長点を有した茎頂部の上側部分を傷つけることなく、様々なサイズや形状の茎頂部を容易かつ確実に固定することができる。
本請求項５に係る発明によれば、回転ステージに固定された茎頂部を撮像する撮像部と、撮像部によって撮像された画像を表示するとともにブローノズルの操作指示を受け付けるタッチパネルディスプレイとを備えることにより、タッチパネルディスプレイによって約０．２〜１．０ｍｍ程度と微小な茎頂部を実物よりも拡大して表示しつつ、当該タッチパネルディスプレイを用いてブローノズルの操作指示を入力することが可能であるため、ブローノズルの操作を的確に指示することができる。
本請求項６に係る発明によれば、ブローノズルは、その先端が、回転ステージに固定された茎頂部に対して１〜２ｍｍ離れた位置まで近接可能に構成されることにより、茎頂部処理時に、ブローノズルの先端を茎頂部から１〜２ｍｍ離れた位置に配置することで、ブローノズルから噴出された気体が茎頂部に当たる時点で、噴出された気体の勢いを適度に減衰させることが可能であるため、茎頂部を傷つけることなく、茎頂部の外側組織を確実に吹き飛ばすことができる。
本請求項７に係る発明によれば、ブローノズルが、回転ステージの回転軸から所定距離ずれた方向に気体を噴出可能に構成されていることにより、茎頂部処理時に、回転ステージの回転軸から所定距離ずれた方向に気体を噴出することで、ブローノズルから噴出される気体を茎頂部の中央軸からずれた位置に当て、茎頂部の外部組織を生長点から良好に剥離させることができる。
本請求項８に係る発明によれば、ブローノズルが、水平面に対して６０°〜８０°の角度で、回転ステージに固定された茎頂部に対して斜め上方から気体を噴出可能に構成されていることにより、茎頂部の外面に対して略垂直に気体を当てることが可能であるため、茎頂部の外部組織を生長点から良好に剥離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である茎頂部処理装置の設置態様の一例を示す斜視図。
【図２】茎頂部処理装置の密閉ケース内の構成を示す斜視図。
【図３】回転ステージおよびワーク固定手段を示す斜視図。
【図４】茎頂部処理の第１工程を示す斜視図。
【図５】茎頂部処理の第２工程を示す斜視図。
【図６】茎頂部に対する気体の噴出態様を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態に係る茎頂部処理装置１０について、図面に基づいて説明する。
【００１３】
茎頂部処理装置１０は、植物の茎頂部Ｐの外側組織（表皮、葉等）Ｐ１を除去し、茎頂培養に用いられる生長点を露出させるものであり、図１に示すように、茎頂部処理を行うマニピュレータ部２０と、マニピュレータ部２０を密閉状態で収容する密閉ケース７０と、マニピュレータ部２０に接続される処理端末８０と、エアーコンプレッサー９０とを備えている。本実施形態における処理対象は、例えば、ジャガイモの芽である。
【００１４】
マニピュレータ部２０は、図２や図３に示すように、茎頂部Ｐの作業台として機能する回転ステージ３０と、回転ステージ３０に茎頂部Ｐを固定するワーク固定手段４０と、茎頂部Ｐを処理する処理具（エフェクタ）を移動させる移動手段５０と、回転ステージ３０上の茎頂部Ｐを撮像するカメラ６０とを備えている。
【００１５】
回転ステージ３０は、上下方向に沿って延びる回転軸３１を中心として回転可能に設けられたものであり、図２や図３に示すように、回転モータ３２によって駆動される。
【００１６】
ワーク固定手段４０は、回転ステージ３０に茎頂部Ｐを固定するものであり、図３に示すように、上下貫通穴４２が形成された穴付きカバー４１と、穴付きカバー４１を回転ステージ３０に固定するネジ（カバー固定手段）４３とを有している。穴付きカバー４１に形成された上下貫通穴４２のサイズは、生長点を有した茎頂部Ｐの上側部分を通過させ茎頂部Ｐの底部を通過させない大きさで設定されており、穴付きカバー４１は、その下面によって茎頂部Ｐの底部を回転ステージ３０上に押し付けることで、略円錐形の茎頂部Ｐを回転ステージ３０上に固定する。なお、穴付きカバー４１を回転ステージ３０に固定するカバー固定手段の具体的態様は、上述したネジ４３に限定されず、如何なるものでもよい。
【００１７】
移動手段５０は、茎頂部Ｐを処理する処理具（エフェクタ）を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に沿って移動させる３軸アクチュエータであり、例えば、ステッピングモータ、リニアモータ等によって駆動する。移動手段５０には、茎頂部Ｐを処理する処理具として、ブローノズル５１、刃、ハサミ等が取り付けられている。
【００１８】
ブローノズル５１と刃とハサミは、別途に設けられたアクチュエータによって、移動手段５０に対してそれぞれ可動可能であり、具体的には、Ｘ−Ｚ平面上およびＹ−Ｚ平面上における移動手段５０に対するブローノズル５１等の角度が変化するように、前記アクチュエータによって駆動される。
【００１９】
ブローノズル５１は、エアーコンプレッサー９０に接続され、エアーコンプレッサー９０から供給されたエアを茎頂部Ｐに向けて噴出するものである。ブローノズル５１とエアーコンプレッサー９０との間には、作業者によるトリガー操作によって開閉可能なバルブ９１が介在している。
【００２０】
カメラ６０は、図２に示すように、回転ステージ３０上の茎頂部Ｐの画像（静止画または動画）を撮像するものであり、ＣＣＤカメラ等として構成されている。本実施形態では、カメラ６０は、異なる角度から茎頂部Ｐを撮像するように２台設置されている。なお、カメラ６０の具体的な態様や数量は、如何なるものでもよい。
【００２１】
密閉ケース７０は、図１に示すように、ベース底板７１と、底部が開放されたケース部７２とから構成され、ケース部７２の底部にベース底板７１を嵌合することで、ベース底板７１上に設置されたマニピュレータ部２０を密閉状態で収容するものである。密閉ケース７０を構成する各部には、殺菌および抗菌処理が施されており、これにより、茎頂部Ｐの処理空間への異物や微生物等の進入を阻止し、茎頂部Ｐの処理空間をクリーンな無菌状態に維持することができる。また、ケース部７２は、スチール等から成る枠と、アクリル等から成る透明な側板とから構成されている。なお、ケース部７２の側板を透明に構成する必要は必ずしもないが、ケース部７２の側板を透明に構成した場合、作業者が密閉ケース７０内の状態を確認することができるため、透明であることが好ましい。
【００２２】
処理端末８０は、所謂パーソナルコンピュータ等として構成され、記憶部、入力部、出力部、演算部、制御部、通信部、補助記憶装置等を備えている。処理端末８０には、回転モータ３２と移動手段５０とカメラ６０とブローノズル５１等用のアクチュエータ等が、有線または無線で接続されている。
【００２３】
処理端末８０には、図１に示すように、表示部として機能するとともに作業者からの入力指示を受け付けるタッチパネルディスプレイ８１が接続されている。このタッチパネルディスプレイ８１は、カメラ６０によって撮像された画像を実物よりも拡大して表示するとともに、作業者がブローノズル５１等の操作指示を入力するために設置されたものである。本実施形態では、タッチパネルディスプレイ８１を用いて、ブローノズル５１等のＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸への移動指示と、ブローノズル５１等の傾斜角度（姿勢）の指示とを入力する。なお、本実施形態では、バルブ９１のトリガーを用いて操作するブローノズル５１からのエアー噴出についても、タッチパネルディスプレイ８１から操作するように構成してもよい。また、タッチパネルディスプレイ８１を用いることなく、キーボード等の他の入力手段からブローノズル５１等の操作指示を入力するようにしてもよい。
【００２４】
エアーコンプレッサー９０は、密閉ケース７０内およびブローノズル５１に清浄なエアーを供給するものであり、供給するエアーを浄化および無菌化するためのフィルタを備えている。
【００２５】
次に、茎頂部処理装置１０を用いた茎頂部Ｐの生長点の露出方法について説明する。
【００２６】
まず、適切な大きさに切断された茎頂部Ｐをワーク固定手段４０を用いて回転ステージ３０に固定する。なお、この回転ステージ３０への茎頂部Ｐの固定は、茎頂部処理装置１０を用いて自動的に（または作業者の手によって）行われる。
【００２７】
次に、図４に示すように、回転ステージ３０を回転させつつ、ブローノズル５１を茎頂部Ｐに対して接近させてブローノズル５１からエアーを噴出し、図５に示すように、噴出されたエアーによって茎頂部Ｐの外側組織Ｐ１を吹き飛ばし、茎頂部Ｐの生長点を露出させる。
【００２８】
ここで、エアーによる生長点の露出作業時には、作業者が、タッチパネルディスプレイ８１に表示された茎頂部Ｐの画像を確認しながら、エアーの噴出時間・噴出方向・風圧等を適宜調節する。また、上述した生長点の露出作業は、密閉ケース７０内をクリーンな無菌状態にした状態で行われる。
【００２９】
また、ブローノズル５１からのエアー噴出時には、ブローノズル５１の先端を茎頂部Ｐから１〜２ｍｍ離れた位置に位置させ、水平面に対して６０°〜８０°の角度αで茎頂部Ｐに対して斜め上方から、回転ステージ３０の回転軸３１から約１ｍｍずれた方向にエアーを噴出するのが好ましく、この場合、茎頂部Ｐの生長点を良好に露出させることができる。また、本実施形態では、ブローノズル５１の噴出口の直径が約２ｍｍで設定され、ブローノズル５１の噴出口近辺における、エアーの風速は約３０ｍ／ｓに設定されている。
また、エアーコンプレッサー９０の吐出圧力は、０．６〜０．８ＭＰａで設定した。なお、上記以外の条件で、エアー噴出を行ってもよい。
【００３０】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。
【００３１】
例えば、上述した実施形態では、ブローノズルから噴出される気体がエアーであるものとして説明したが、茎頂部の生長点を良好に露出させることができるものであれば、気体の具体的種類は如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、ブローノズルおよび密閉ケース内にエアーを供給する共通のエアー供給源（エアーコンプレッサー）が設けられているものとして説明したが、ブローノズル用のエアー供給源と密閉ケース用のエアー供給源とを別々に設けてもよい。
また、上述した実施形態では、回転ステージに茎頂部を固定するワーク固定手段が、穴付きカバーから構成されているものとして説明したが、ワーク固定手段の具体的態様は、回転ステージに茎頂部を強固に固定するものであれば如何なるものでもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ・・・  茎頂部処理装置
２０  ・・・  マニピュレータ部
３０  ・・・  回転ステージ
３１  ・・・  回転軸
３２  ・・・  回転モータ
４０  ・・・  ワーク固定手段
４１  ・・・  穴付きカバー
４２  ・・・  上下貫通穴
４３  ・・・  ネジ（カバー固定手段）
５０  ・・・  移動手段
５１  ・・・  ブローノズル
６０  ・・・  カメラ（撮像部）
７０  ・・・  密閉ケース
７１  ・・・  ベース底板
７２  ・・・  ケース部
８０  ・・・  処理端末
８１  ・・・  タッチパネルディスプレイ
９０  ・・・  エアーコンプレッサー（気体供給源）
９１  ・・・  バルブ
Ｐ    ・・・  茎頂部
Ｐ１  ・・・  外側組織
【図１】
2016013069.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2016013069.tif 000007
【図６】
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