特許 6182246 凍結保存用バッグの封口装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6182246

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】凍結保存用バッグの封口装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 51/10 20060101AFI20170807BHJP

   B29C 65/16 20060101ALI20170807BHJP

   A01N 1/02 20060101ALI20170807BHJP

   C12N 1/04 20060101ALN20170807BHJP

【ＦＩ】

   B65B51/10 Z

   B29C65/16

   A01N1/02

   !C12N1/04

【請求項の数】5

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2016-143194(P2016-143194)

(22)【出願日】2016年7月21日

(62)【分割の表示】特願2014-164029(P2014-164029)の分割

【原出願日】2014年8月12日

(65)【公開番号】特開2017-1749(P2017-1749A)

(43)【公開日】2017年1月5日

【審査請求日】2016年7月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】514204761

【氏名又は名称】上田製袋株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148138

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡

(72)【発明者】

【氏名】黒▲崎▼ 晏夫

(72)【発明者】

【氏名】上田 克彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 公俊

【審査官】 高橋 裕一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００３４３３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特許第４２７９６７４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００４−２６７３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３１４９９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｂ ５１／１０

Ａ０１Ｎ １／０２

Ｂ２９Ｃ ６５／１６

Ｃ１２Ｎ １／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凍結保存用バッグの封口部（５５）を挟持固定するバッグクランプ装置（５６）と、バッグクランプ装置（５６）で挟持固定した封口部（５５）に向かって赤外線レーザービームを照射するレーザー装置（５７）と、上記の各部材（５６・５７）を支持するフレーム（５９）を備えており、
バッグクランプ装置（５６）は、フレーム（５９）に支持される固定挟持ブロック（６７）と、固定挟持ブロック（６７）に設けたガイド軸（６８）で固定挟持ブロック（６７）に対して接離自在に支持される可動挟持ブロック（６９）と、可動挟持ブロック（６９）を固定挟持ブロック（６７）に対して接離操作するクランプアクチュエータ（７０）とを含み、
レーザー装置（５７）は、レーザー発振器（１０４）と、レーザー発振器（１０４）から照射された赤外線レーザービームを、凍結保存用バッグの封口部（５５）に向かって集光する集光レンズ（１０７）を含み、
固定挟持ブロック（６７）は、赤外線レーザービーム用の照射窓（７２）が開口してあるブロックベース（７３）と、赤外線透過作用と熱伝導作用に富む固体材料で構成される放熱体（７４）と、ブロックベース（７３）に装着されて放熱体（７４）を前記照射窓（７２）に臨む状態で支持する放熱体ホルダー（７５）とを備えており、
固定挟持ブロック（６７）と可動挟持ブロック（６９）とで凍結保存用バッグの封口部（５５）を挟持固定した状態で、赤外線レーザービームを封口部（５５）に照射して、出入口（３）を横断する状態のシールビード（１２５）を封口部（５５）に形成することを特徴とする凍結保存用バッグの封口装置。

【請求項2】

可動挟持ブロック（６９）は、ガイド軸（６８）で前後に往復スライド自在に支持される左右一対のスライダー（７９）と、両スライダー（７９）で固定支持される板状の可動ベース（８０）と、可動ベース（８０）の前面の左右に固定した左右一対のブロック支持軸（８１）で支持されており、
ガイド軸（６８）に固定したインナーベース（８４）に、可動ベース（８０）とブロック支持軸（８１）を介して可動挟持ブロック（６９）を前後操作するクランプアクチュエータ（７０）が設けられており、
凍結保存用バッグの封口部（５５）を固定挟持ブロック（６７）の放熱体（７４）の外面にあてがった状態で、可動挟持ブロック（６９）をクランプアクチュエータ（７０）で操作して、固定および可動の両挟持ブロック（６７・６９）で封口部（５５）をクランプ固定できる請求項１に記載の凍結保存用バッグの封口装置。

【請求項3】

可動挟持ブロック（６９）が、ブロック支持軸（８１）に対して第１装着具（８３）を介して着脱可能に装着されており、
放熱体ホルダー（７５）が、ブロックベース（７３）に対して第２装着具（７７）を介して着脱可能に装着されており、
可動挟持ブロック（６９）および放熱体ホルダー（７５）を、ブロック支持軸（８１）およびブロックベース（７３）から取外して滅菌処理することができる請求項２に記載の凍結保存用バッグの封口装置。

【請求項4】

フレーム（５９）の内部に集光レンズ（１０７）の焦点位置を調整する焦点調整構造が設けられており、
焦点調整構造は、フレーム（５９）に固定したインナーフレーム（９２）で支持されるレンズベース（１０８）と、レンズベース（１０８）に固定したレンズガイド（１０９）と、レンズガイド（１０９）で前後スライド自在に支持される前後スライダー（１１０）と、前後スライダー（１１０）に固定されて集光レンズ（１０７）を支持するレンズホルダー（１１１）と、レンズホルダー（１１１）を前後操作する焦点調整アクチュエータ（１１２）を備えており、
バッグクランプ装置（５６）で挟持固定された封口部（５５）の厚みに応じて、集光レンズ（１０７）の焦点位置を調整できる請求項２又は３に記載の凍結保存用バッグの封口装置。

【請求項5】

フレーム（５９）の外面が、レーザー装置（５７）から漏洩する赤外線レーザーによる被ばくを防ぐ防護壁（１１７）で覆われており、
バッグクランプ装置（５６）の外面に、赤外線レーザーによる被ばくを防ぐ防護カバー（１１８）が開閉可能に設けてある請求項１から４のいずれかひとつに記載の凍結保存用バッグの封口装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は人、動物、植物などの生体組織を凍結保存する際に使用する凍結保存用バッグの開口部分をシールし密封する封口装置に関する。凍結保存用バッグは、２枚重ねにしたフッ素系樹脂シートを赤外線レーザービームで溶着して袋状の容器として形成する。

【背景技術】

【0002】

この種の凍結保存用バッグは、例えば特許文献１に開示されている。そこでは、２枚重ねにした熱可塑性樹脂フィルムを、支持体と赤外線透過固体放熱材（以下、単に放熱材と称す）とで挟み込んで加圧し、放熱材の側から赤外レーザービームを両フィルムに照射して溶着ビードを形成し、袋状の凍結保存用バッグを形成している。

【0003】

本発明の封口装置に関して、凍結保存用容器の開口部を熱溶着により封止することが特許文献２に開示されている。そこでは、生体試料を収容するプラスチック製の容器本体に、開口部と開封部とが一体に設けてあり、生体試料を容器本体の収容したのち開口部をシーラーで熱溶着して封止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２００３−０３９８４３号（１１ページ実施例１、図３）

【特許文献2】特開２００７−３０２５６７号公報（段落番号００３５、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２の凍結保存用バッグは、例えばポリエチレンテレフタレートで形成してあるので、インパルス式の市販のシーラーでも十分に封口処理を行える。しかし、フッ素系樹脂で形成した凍結保存用バッグは、より高温でシール加工を行う必要があるため、市販のシーラーで出入口を熱溶着して、ばらつきなく高度の封止機能を発揮させるのは難しい。高度の封止機能を発揮できない凍結保存用バッグは、液体窒素がバッグ内に浸入するおそれがあり、そのことを知らないまま凍結保存用バッグを液体窒素容器から取り出した場合に、液体窒素が急激に膨張して凍結保存用バッグが破損し、内容物が飛散するおそれがある。凍結保存用バッグは病院などの臨床現場で使用されることが多く、主なユーザーである医師や医療技術者にとっては、凍結保存用バッグの封口処理を安全にしかも的確に行え、しかも高度の封止機能を発揮できることが望まれている。

【0006】

本発明の目的は、凍結保存用バッグの封口処理を簡便に自動的に行って、封口処理を安全にしかも的確に行える凍結保存用バッグの封口装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る凍結保存用バッグの封口装置は、凍結保存用バッグの封口部５５を挟持固定するバッグクランプ装置５６と、バッグクランプ装置５６で挟持固定した封口部５５に向かって赤外線レーザービームを照射するレーザー装置５７と、上記の各部材５６・５７を支持するフレーム５９を備えている。バッグクランプ装置５６は、フレーム５９に支持される固定挟持ブロック６７と、固定挟持ブロック６７に設けたガイド軸６８で固定挟持ブロック６７に対して接離自在に支持される可動挟持ブロック６９と、可動挟持ブロック６９を固定挟持ブロック６７に対して接離操作するクランプアクチュエータ７０とを含む。レーザー装置５７は、レーザー発振器１０４と、レーザー発振器１０４から照射された赤外線レーザービームを、凍結保存用バッグの封口部５５に向かって集光する集光レンズ１０７を含む。固定挟持ブロック６７は、赤外線レーザービーム用の照射窓７２が開口してあるブロックベース７３と、赤外線透過作用と熱伝導作用に富む固体材料で構成される放熱体７４と、ブロックベース７３に装着されて放熱体７４を前記照射窓７２に臨む状態で支持する放熱体ホルダー７５とを備えている。固定挟持ブロック６７と可動挟持ブロック６９とで凍結保存用バッグの封口部５５を挟持固定した状態で、赤外線レーザービームを封口部５５に照射して、出入口３を横断する状態のシールビード１２５を封口部５５に形成する。

【0008】

可動挟持ブロック６９は、ガイド軸６８で前後に往復スライド自在に支持される左右一対のスライダー７９と、両スライダー７９で固定支持される板状の可動ベース８０と、可動ベース８０の前面の左右に固定した左右一対のブロック支持軸８１で支持する。ガイド軸６８に固定したインナーベース８４に、可動ベース８０とブロック支持軸８１を介して可動挟持ブロック６９を前後操作するクランプアクチュエータ７０を設ける。凍結保存用バッグの封口部５５を固定挟持ブロック６７の放熱体７４の外面にあてがった状態で、可動挟持ブロック６９をクランプアクチュエータ７０で操作して、固定および可動の両挟持ブロック６７・６９で封口部５５をクランプ固定する。

【0009】

可動挟持ブロック６９は、ブロック支持軸８１に対して第１装着具８３を介して着脱可能に装着する。放熱体ホルダー７５は、ブロックベース７３に対して第２装着具７７を介して着脱可能に装着する。可動挟持ブロック６９および放熱体ホルダー７５を、ブロック支持軸８１およびブロックベース７３から取外して滅菌処理する。

【0010】

フレーム５９の内部に集光レンズ１０７の焦点位置を調整する焦点調整構造を設ける。焦点調整構造は、フレーム５９に固定したインナーフレーム９２で支持されるレンズベース１０８と、レンズベース１０８に固定したレンズガイド１０９と、レンズガイド１０９で前後スライド自在に支持される前後スライダー１１０と、前後スライダー１１０に固定されて集光レンズ１０７を支持するレンズホルダー１１１と、レンズホルダー１１１を前後操作する焦点調整アクチュエータ１１２を備えている。バッグクランプ装置５６で挟持固定された封口部５５の厚みに応じて、集光レンズ１０７の焦点位置を調整する。

【0011】

フレーム５９の外面を、レーザー装置５７から漏洩する赤外線レーザーによる被ばくを防ぐ防護壁１１７で覆う。バッグクランプ装置５６の外面に、赤外線レーザーによる被ばくを防ぐ防護カバー１１８を開閉可能に設ける。

【発明の効果】

【0012】

本発明に係る凍結保存用バッグの封口装置では、バッグクランプ装置５６と、レーザー装置５７などで封口装置を構成した。また、バッグクランプ装置５６は、固定挟持ブロック６７と、可動挟持ブロック６９と、可動挟持ブロック６９を接離操作するクランプアクチュエータ７０などで構成し、同アクチュエータ７０を作動させることにより、凍結保存用バッグの封口部５５を先の両挟持ブロック６７・６９で挟持固定できるようにした。さらに、ブロックベース７３と、放熱体７４および放熱体ホルダー７５などで固定挟持ブロック６７を構成して、赤外線レーザービームを、放熱体７４を介して封口部５５へ照射して、シールビード１２５を形成できるようにした。

【0013】

上記の封口装置によれば、可動挟持ブロック６９をクランプアクチュエータ７０で移動操作して、封口部５５をクランプしたのち、レーザー装置５７を作動させることにより、フッ素系樹脂Ｓ１・Ｓ２を素材とする凍結保存用バッグの出入口３を簡便かつ自動的に封止することができる。凍結保存用バッグの封口部５５の封止作業は、医師や医療技術者によって行われるが、封口部５５をバッグクランプ装置５６でクランプしたのちは、一連の溶着作業が自動的に行われるので、凍結保存用バッグの封口処理を安全にしかも的確に行うことができる。さらに、封口処理は常に一定の条件下で自動的に行われるので溶着結果にばらつきがなく、従って高度の封止機能を安定した状態で発揮できる封口処理を、誰もが手軽に行える凍結保存用バッグの封口装置を提供できる。とくに、高温でシール加工を行う必要があるフッ素系樹脂で形成した凍結保存用バッグであっても、その封口処理を的確に行える。

【0014】

一対のスライダー７９と、可動ベース８０と、可動ベース８０に固定した一対のブロック支持軸８１で、可動挟持ブロック６９を固定挟持ブロック６７のガイド軸６８に対して前後スライド自在に支持すると、可動挟持ブロック６９を固定挟持ブロック６７に対して円滑に前後移動でき、しかも両挟持ブロック６７・６９の挟持面の平行度を高度化できる。また、ガイド軸６８に固定したインナーベース８４にクランプアクチュエータ７０を設けると、より簡単な構造のクランプアクチュエータ７０で可動挟持ブロック６９を前後操作して、固定および可動の両挟持ブロック６７・６９で封口部５５を確実にクランプ固定できる。

【0015】

可動挟持ブロック６９は、ブロック支持軸８１に対して第１装着具８３を介して着脱可能に装着した。また、放熱体ホルダー７５は、ブロックベース７３に対して第２装着具７７を介して着脱可能に装着した。こうした封口装置によれば、必要に応じて可動挟持ブロック６９および放熱体ホルダー７５を、ブロック支持軸８１およびブロックベース７３から取外して、生体組織が付着しているかもしれない可動挟持ブロック６９および放熱体ホルダー７５を滅菌処理できる。従って、可動挟持ブロック６９、放熱体７４、放熱体ホルダー７５の衛生管理を容易化して、凍結保存用バッグの封口部５５の口処理を衛生的に安全な状態で行うことができる。

【0016】

集光レンズ１０７の焦点位置を調整する焦点調整構造を設けると、焦点調整アクチュエータ１１２を作動させるだけで、集光レンズ１０７の焦点位置を簡便に調整することができる。従って、凍結保存用バッグを形成するフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２の材質の違いや、厚みの違いに応じて集光レンズ１０７の焦点位置を調整して、封口部５５を最適の溶着条件で溶着することができる。

【0017】

フレーム５９の外面を防護壁１１７で覆い、さらに、バッグクランプ装置５６の外面に開閉可能な防護カバー１１８を設けると、封口部５５を溶着する際に、ユーザーがレーザー装置５７から漏洩する赤外線レーザーに暴露されて被ばくするのを防止できるので、封口部５５の封止処理をさらに安全に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に係る凍結保存用バッグの封口装置の要部の縦断側面図である。

【図2】本発明に係る封口装置の概略構造を示す側面図である。

【図3】本発明に係る封口装置の正面図である。

【図4】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図5】バッグクランプ装置の分解斜視図である。

【図6】バッグクランプ装置に対する封口部の装着要領を示す縦断側面図である。

【図7】封口部がクランプされた状態を示す縦断側面図である。

【図8】バッグクランプ装置に対する封口部の装着要領を示す正面図である。

【図9】シールビードの形成例を示す正面図である。

【図10】本発明に係る凍結保存用バッグの製造装置の縦断側面図である。

【図11】凍結保存用バッグの製造装置の概略正面図である。

【図12】凍結保存用バッグの製造装置の平面図である。

【図13】操作構造の移動を示す側面図である。

【図14】溶着ビードの形成状況を示す断面図である。

【図15】凍結保存用バッグの変形例を示す正面図である。

【図16】図１５に係る凍結保存用バッグの封止構造を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１ないし図１４は、本発明に係る凍結保存用バッグの封口装置および関連装置等の実施例を示す。なお、本発明における前後、左右、上下とは、図２および図３に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。本発明に係る封口装置においては、例えば図８に示す構造の凍結保存用バッグを封口処理するが、封口装置の説明を行う前に、凍結保存用バッグの構造と、その製造装置について簡単に説明しておく。

【0020】

図８において、凍結保存用バッグは、２枚重ねにしたフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２に赤外線レーザービームを照射して、前記両シートＳ１・Ｓ２の界面に一筆書き状の外郭線ビード１を形成し、外郭線ビード１で囲まれた両シートＳ１・Ｓ２の間に生体組織を収容する収容部２と、収容部２に連続する出入口３を形成してなる。収容部２を区画する外郭線ビード１は、上下一対の平行な上ビード部４および下ビード部５と、左右一対の平行な左ビード部６および右ビード部７と、各ビード部４〜７の隣接隅部に形成される４個の隅ビード部８とからなり、これにより収容部２は４隅が角落としされた縦長四角形状に形成してある。出入口３は上ビード部４の左右中央に形成してある。隅ビード部８を設けることにより、収容部２に直角の内隅が形成されるのを解消して、収容部２に収容した生体組織を余すところなく取出すことができる。

【0021】

フッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２は、完全フッ素化樹脂と、部分フッ素化樹脂と、フッ素化樹脂共重合体のいずれか一つを形成素材にして、赤外線レーザーの透過を許す透明シートとして形成してある。具体的な形成素材としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ペルフルオロアルコキシフッ素系樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などがある。この実施例では、フッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２を、厚みが１００μｍの四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体製のシートで形成して、両シートＳ１・Ｓ２に赤外線レーザービームを照射して凍結保存用バッグを形成するようにした。

【0022】

図１１において凍結保存用バッグの製造装置は、基台１４上にシート固定構造１５と、シート固定構造１５で支持した２枚重ねのフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２へ向かって、赤外線レーザービームを照射するレーザー装置１６と、シート固定構造１５を赤外線レーザービームに対して移動操作する走査構造１７などで構成してある。

【0023】

シート固定構造１５は、２枚重ねにしたフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２を支持するシートテーブル１８と、シートテーブル１８に載置したフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２を押え保持するシート押圧体１９とで構成する。シートテーブル１８は、熱伝導性に富むアルミニウム製のテーブル本体２０と、テーブル本体２０を固定支持するテーブル台２１とを備えており、テーブル台２１の後端の左右に、後述するヒンジ２９を装着するためのブラケット２２が上向きに突設してある（図１０参照）。フッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２が載置されるテーブル本体２０の上面（載置面）は面一の水平面として仕上げてある。

【0024】

シート押圧体１９は、赤外線透過作用と熱伝導作用に富む固体材料で構成される放熱体２５と、放熱体２５を支持する鋼材製の押圧枠２６とを備えている。放熱体２５は、赤外線レーザーに対して透明である単結晶シリコン円板で形成した。図１２に示すように、押圧枠２６は八角形状の金属枠体からなり、その中央に円形のレーザー窓２７が開口され、同窓２７の下面側に円形の装着座２８が形成してある。放熱体２５は装着座２８に嵌込み固定してある。

【0025】

押圧枠２６の後部とテーブル台２１のブラケット２２とを、左右一対のヒンジ２９で連結することにより、シート押圧体１９の全体はシートテーブル１８で上下に揺動開閉可能に支持される。シート押圧体１９は、ハンドル３０を掴んで開閉操作することにより、図１２および図１３に示す溶着姿勢と、図１０に示す待機姿勢との間で変位操作できる。シート押圧体１９の後部中央に設けたゴムブロック３１を、ブラケット２２に固定したストッパー３２で受止めることにより、待機姿勢に開放操作したシート押圧体１９を、後傾姿勢のままで位置保持できるようにしている。この状態で、２枚重ねにしたフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２をテーブル本体２０に載置し、あるいは溶着処理が終わった凍結保存用バッグのブランク体をテーブル本体２０から取り出すことができる。

【0026】

レーザー装置１６は市販されている炭酸ガスレーザーユニットであって、左右に長い四角箱状のケースの側端から照射管３４を突設し、ケース内部の共振器から出力されたレーザー光を、変向ミラー３５で下向きに変向したのち、レーザーヘッドの内部に設けた集光レンズ３６で絞って、レーザーノズル３７から照射する。レーザー装置１６は、基台１４上に固定したレーザー台３８と、レーザー台３８に設けた高さ調整構造３９で支持されている。高さ調整構造３９は、複数のリンク対をＸ字状に組んで構成してあり、リンク対の上下中央に配置した調整ねじ軸４０を回動操作することにより、Ｘ字状のリンク対の交差角度を大小に変化させて、レーザー装置１６の上下高さを調整することができる。

【0027】

走査構造１７は、基台１４上に固定されるＹ軸スライダー４３と、Ｙ軸スライダー４３の移動テーブル４５に固定されるＸ軸スライダー４４で、ＸＹステージとして構成してある。Ｙ軸スライダー４３およびＸ軸スライダー４４は、それぞれ市販されているボールねじ式の電動スライダーからなり、互いに直交する状態で配置してある。Ｘ軸スライダー４４の移動テーブル４６に、シートテーブル１８のテーブル台２１が固定してある。このように、テーブル台２１を基台１４に設けたＸＹステージで支持することにより、テーブル本体２０をレーザーノズル３７に対して自在に変位操作できる。これにより、Ｙ軸スライダー４３およびＸ軸スライダー４４の移動テーブル４５・４６を、予め設定されたＸＹ座標に従って移動操作しながら、フッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２に赤外線レーザービームを照射することにより、両シートＳ１・Ｓ２の界面に任意形状の溶着ビードを形成することができる。図１１において符号４７は、レーザー装置１６および走査構造１７の作動状態を制御する制御装置である。

【0028】

凍結保存用バッグは以下の製造手順に従って製造する。レーザー装置１６は、赤外線レーザービームが２枚重ねにしたフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２の界面で焦点を結ぶように、その集光レンズ３６の焦点調整を予め行っておく。図１０に示すようにシート押圧体１９を待機姿勢に開放操作したのち、テーブル本体２０の中央にフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２を載置し位置決めしたうえで、シート押圧体１９を下降揺動させて溶着姿勢にする。次に、図１３に示すように、走査構造１７を作動させて溶着開始位置を赤外線レーザービームの照射位置に一致させ、レーザー装置１６と走査構造１７を同時に作動させながら、フッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２の界面に外郭線ビード１を一筆書き状に形成する。

【0029】

図１ないし図９において、凍結保存用バッグの封口装置は、凍結保存用バッグの封口部５５（図９参照）を挟持固定するバッグクランプ装置５６と、バッグクランプ装置５６で挟持固定した封口部５５に向かって赤外線レーザービームを照射するレーザー装置５７と、バッグクランプ装置５６を移動操作する走査構造５８と、上記の各部材５６〜５８を支持するフレーム５９などで構成する。フレーム５９は、バッグクランプ装置５６および走査構造５８などが組付けられる上フレーム６０と、上フレーム６０を支持する下フレーム６１とを備えており、下フレーム６１の内部にレーザー装置５７と制御装置６２が配置してある。上フレーム６０の後傾する前部内面には、横長板状の走査ベース６５が固定され、その上下中央にバッグクランプ装置５６の左右移動を許す走査窓６６が開口してある。

【0030】

既に説明したように、凍結保存用バッグは、その収容部２に生体組織を充填したのち、脱気したうえで出入口３と直交する状態で、封口部５５に後述するシールビード１２５を形成する。図９に示すように、封口部５５は上ビード部４と出入口３の上端との間のシート領域であるが、封口部５５のうち上下中央部分において、シールビード１２５を出入口３と直交ないし交差する状態で形成するのが好ましい。

【0031】

図１、図４および図５において、バッグクランプ装置５６は、走査ベース６５で支持される固定挟持ブロック６７と、固定挟持ブロック６７の後面に固定した一対のガイド軸６８で固定挟持ブロック６７に対して接離自在に支持される可動挟持ブロック６９と、可動挟持ブロック６９を固定挟持ブロック６７に対して接離操作するソレノイド（クランプアクチュエータ）７０（図１参照）と、可動挟持ブロック６９を前方へ向かって移動付勢する圧縮コイル形のばね７１などで構成する。固定挟持ブロック６７は、赤外線レーザービーム用の照射窓７２が開口してある左右横長のブロックベース７３と、赤外線透過作用と熱伝導作用に富む固体材料で構成される放熱体７４と、ブロックベース７３に装着されて放熱体７４を照射窓７２に臨む状態で支持する放熱体ホルダー７５を備えている。

【0032】

固定挟持ブロック６７のブロックベース７３は、クランプテーブル９１と上下調整構造とで支持するが、その詳細は後述する。放熱体７４は、赤外線透過作用と熱伝導作用に富む固体材料で構成する。放熱体７４を形成する固体材料としては、炭酸ガスレーザーを用いて溶着処理を行う関係上、赤外線レーザーに対して透明であるセレン化亜鉛、硫化亜鉛、シリコンのいずれかを適用できるが、この実施例では単結晶シリコンで放熱体７４を横長板状に形成した。放熱体７４は、鋼材製の放熱体ホルダー７５の上下中央に開口した照射スリット７６の前面を塞ぐ状態で、放熱体ホルダー７５に装着固定してある。放熱体７４と放熱体ホルダー７５の前面は面一になっている。放熱体ホルダー７５の左右両端は、ブロックベース７３に対してねじ込んだ第２ねじ体（第２装着具）７７で、着脱可能に装着してある（図４参照）。第２ねじ体７７は、ねじ軸の端部に操作つまみが固定してあるつまみねじからなり、操作つまみを指先で回転操作することにより放熱体ホルダー７５を着脱できる。

【0033】

可動挟持ブロック６９は、熱伝導性に富むアルミニウム製の板材からなり、図１に示すように、先のガイド軸６８で前後に往復スライド自在に支持される左右一対のスライダー７９と、両スライダー７９で固定支持される板状の可動ベース８０と、可動ベース８０の前面の左右に固定した左右一対のブロック支持軸８１で支持してある。ブロック支持軸８１は、ブロックベース７３に形成した軸通口８２（図４参照）から前方へ突出しており、その前端に可動挟持ブロック６９が第１ねじ体（第１装着具）８３で着脱可能に装着してある。第１ねじ体８３は、第２ねじ体７７と同じつまみねじである。バッグクランプ装置５６による封口部５５の着脱を容易化し、確実化するために、可動挟持ブロック６９および固定挟持ブロック６７は、それぞれ走査窓６６の外面に臨ませてある。

【0034】

先に説明したように、可動挟持ブロック６９はソレノイド７０とばね７１で前後操作されて、放熱体ホルダー７５に外接するクランプ姿勢と、放熱体ホルダー７５から前方へ離れる待機姿勢とに変位でき、常態においてはばね７１の付勢力を受けて待機姿勢に位置保持されている。図１に示すようにソレノイド７０は、ガイド軸６８の後端に固定したインナーベース８４に装着されており、その可動鉄心に連続する操作軸８５が可動ベース８０の左右中央に固定してある。図２・図３に示すように、封口装置の前側床面には、ソレノイド７０を作動させるフットスイッチ（スイッチ）８６が設けてあり、このスイッチ８６を踏込むと可動鉄心がソレノイド７０の内部へ向かって吸着されるので、可動挟持ブロック６９をばね７１の付勢力に抗してクランプ姿勢に切換えることができる。このクランプ姿勢は封口処理が終わるまで維持され、封口処理が終了したのち再度フットスイッチ８６を踏込むと、可動挟持ブロック６９はばね７１で待機姿勢に戻される。

【0035】

上記のように、可動挟持ブロック６９を固定挟持ブロック６７のガイド軸６８に対して前後スライド自在に支持すると、可動挟持ブロック６９を固定挟持ブロック６７に対して円滑に前後移動でき、しかも両挟持ブロック６７・６９の挟持面の平行度を高度化できる。また、ガイド軸６８に固定したインナーベース８４にソレノイド７０を設けると、より簡単な構造のソレノイド７０で可動挟持ブロック６９を前後操作して、固定および可動の両挟持ブロック６７・６９で封口部５５を確実にクランプ固定できる。

【0036】

走査構造５８は、走査ベース６５と、走査ベース６５の走査窓６６の前縁上下に設けたガイドレール（ガイド体）８９と、ガイドレール８９で左右スライド自在に案内支持される合計４個のスライド体９０と、スライド体９０に固定される横長の四角枠クランプテーブル９１と、走査ベース６５の下部背面に固定される門型のインナーフレーム９２と、インナーフレーム９２に固定される左右横長の電動スライダー（走査アクチュエータ）９３などで構成する。クランプテーブル９１は横長の四角枠状に形成してあり、同テーブル９１と電動スライダー９３の移動テーブル９４とは、逆Ｌ字状の連動腕９５で連結してある。電動スライダー９３を作動させることにより、バッグクランプ装置５６を走査窓６６の一側端から他側端へ向かって走査移動することができる。このときの走査構造５８によるバッグクランプ装置５６の移動ストロークは、凍結保存用バッグの封口部５５の左右幅より充分に大きく設定してある。フレーム５９の前面の右上隅には、タッチパネル式のディスプレイ９６が設けてあり、ディスプレイ９６に表示されたスタートボタンをタッチすることにより、電動スライダー９３を作動させ、同時にレーザー装置５７から赤外線レーザービームを放射することができる。

【0037】

バッグクランプ装置５６を上下に走査するために、フレーム５９の内部に上下走査構造を設けている。上下走査構造は、クランプテーブル９１に固定した縦長のガイドレール（上下ガイド）９７と、ガイドレール９７で往復スライド自在に支持される上下スライダー９８と、先に説明したインナーベース８４を介してバッグクランプ装置５６を上下操作するサーボモーター（上下走査アクチュエータ）９９などで構成する。図４に示すように、固定挟持ブロック６７のブロックベース７３は、左右一対の上下スライダー９８に固定してある。サーボモーター９９は、クランプテーブル９１の上部内面に固定したアクチュエータベース１００の上面に配置してあり、その回転動力をねじ軸１０１と、インナーベース８４に固定した雌ねじ体１０２で往復動作に変換して、バッグクランプ装置５６を上下に移動操作する。

【0038】

図２において、レーザー装置５７は市販されている炭酸ガスレーザーユニットであって、上下に長い四角箱状のレーザー発振器１０４と、レーザー発振器１０４の上端から突設される照射管１０５と、レーザー発振器１０４から出力されたレーザー光を斜め上向きに変向する変向ミラー１０６と、レーザー光を絞って放熱体７４へ向かって照射する集光レンズ１０７などで構成する。集光レンズ１０７の焦点位置を調整するために、インナーフレーム９２の後部に焦点調整構造を設けている。

【0039】

焦点調整構造は、インナーフレーム９２で支持されるレンズベース１０８と、レンズベース１０８に固定した左右一対のレンズガイド１０９と、各レンズガイド１０９で前後に往復スライド自在に支持される前後スライダー１１０と、前後スライダー１１０に固定されて集光レンズ１０７を支持するレンズホルダー１１１と、レンズホルダー１１１を前後操作するサーボモーター（焦点調整アクチュエータ）１１２などで構成する。サーボモーター１１２はレンズベース１０８の下面側に配置してあり、その回転動力をねじ軸１１３と、レンズホルダー１１１に固定した雌ねじ体１１４で往復動作に変換して、集光レンズ１０７の焦点位置を調整する。

【0040】

凍結保存用バッグの封口処理を行う過程で、レーザー装置５７から放出される赤外線レーザーが漏洩するおそれがあり、こうした漏洩レーザー光による被ばくを防ぐために、フレーム５９の全ての周側面および上面は防護壁１１７で覆われている。さらに、封口部５５に向かって照射された赤外線レーザーが漏洩するのを防ぐために、バッグクランプ装置５６の前面に防護カバー１１８を設けて、フレーム５９に設けたブラケット１１９とヒンジ１２０で揺動開閉可能に支持している（図１および図２参照）。凍結保存用バッグをバッグクランプ装置５６に着脱するとき、防護カバー１１８は図２に示すように上向きに開放揺動して、開放位置に位置保持することができる。図１および図２において、符号１２１は封口処理が終わった凍結保存用バッグが、誤って床面に落下するのを防ぐ落下防止板である。

【0041】

以下に凍結保存用バッグの封口手順を説明する。封口処理を行うのに先行して、レーザー装置５７の調整や集光レンズ１０７の焦点調整などを行って、赤外線レーザーの放射準備を行い、さらに、バッグクランプ装置５６は図３に示すホーム位置に位置させておく。また、ディスプレイ９６の表示を確認しながら溶着条件を設定して、スタンバイ状態にしておく。凍結保存用バッグは、その収容部２に生体組織を充填し、さらに脱気処理を行って封口部５５をシート状に扁平化しておく。この状態で、図６に示すように、封口部５５を可動挟持ブロック６９と放熱体７４との間に差込み、位置決めした状態でフットスイッチ８６を踏込んで、可動挟持ブロック６９をソレノイド７０で後退操作してクランプ姿勢にする。

【0042】

可動挟持ブロック６９をクランプ姿勢にした状態では、図７および図８に示すように、凍結保存用バッグの封口部５５の殆どの部分が可動挟持ブロック６９と放熱体７４とで挟持固定されている。この状態で、ディスプレイ９６に表示されたスタートボタンをタッチすることにより、レーザー装置５７から赤外線レーザービームが放熱体７４へ向かって放射され、同時に電動スライダー９３を作動させて、バッグクランプ装置５６をホーム位置から図３に向かって左側へ向かって一定速度で送り操作しながらシールビード１２５を形成する。

【0043】

このとき、放熱体７４は赤外線レーザーを透過させるので、自身が赤外線レーザーを吸収して発熱することはない。また、シールビード１２５を形成する際に、ビード形成位置の周辺に溶着熱が伝導するが、封口部５５の後表面に達した溶着熱は、熱伝導性に優れた放熱体７４に吸収されて拡散される。同様に、封口部５５の前表面に達した溶着熱は、熱伝導性に優れた可動挟持ブロック６９に吸収されて拡散される。従って、封口部５５においては、図７の拡大図に示すように、フッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２の界面のみが溶着されることになる。

【0044】

シールビード１２５が封口部５５の一側端から他側端にわたって形成されたら、赤外線レーザーの放射と、走査構造５８による送り操作を一時停止し、この状態で上下走査構造のサーボモーター９９を作動させて、バッグクランプ装置５６を赤外線レーザービームのスポット径の分だけ上方（または下方）へ移動操作する。さらに、走査構造５８を作動させてバッグクランプ装置５６を図３に向かって右方向へ送り操作しながら、赤外線レーザービームを封口部５５に放射して、往路時に形成したシールビード１２５の下方（または上方）に復路側のシールビード１２５を形成する。バッグクランプ装置５６がホーム位置まで復帰移動した状態では、図９に示すように、封口部５５に往復する２重のシールビード１２５が形成される。こののち、凍結保存用バッグを手で支えた状態で、フットスイッチ８６を踏込むことにより、バッグクランプ装置５６による封口部５５のクランプ作用を開放して、凍結保存用バッグを取出すことができる。なお、上下走査構造は、バッグクランプ装置５６がホーム位置まで復帰移動したとき初期状態に戻すか、往路のシールビード１２５を形成したのち、前回とは逆向きにバッグクランプ装置５６を移動操作してもよい。以後、上記の手順を繰り返し行うことにより、凍結保存用バッグの封口部５５にシールビード１２５を的確に形成することができる。

【0045】

上記のように構成した封口装置によれば、可動挟持ブロック６９をクランプアクチュエータ７０で移動操作して、封口部５５をクランプしたのち、走査構造５８とレーザー装置５７を作動させることにより、フッ素系樹脂Ｓ１・Ｓ２を素材とする凍結保存用バッグの出入口３を自動的に封止することができる。凍結保存用バッグの封口部５５の封止作業は、医師や医療技術者などの現場ユーザーによって行われるが、封口部５５をバッグクランプ装置５６でクランプしたのちは、一連の溶着作業が自動的に行われるので、凍結保存用バッグの封口処理を安全にしかも的確に行うことができる。さらに、封口処理は常に一定の条件下で自動的に行われるので溶着結果にばらつきがなく、従って高度の封止機能を安定した状態で発揮できる封口処理を、誰もが手軽に行える凍結保存用バッグの封口装置を提供できる。

【0046】

可動挟持ブロック６９および固定挟持ブロック６７を走査窓６６の外面に臨ませるので、封口部５５のバッグクランプ装置５６に対する着脱操作を、自由空間に臨む走査窓６６の外面で容易に行うことができる。従って、凍結保存用バッグの位置や姿勢を確認しながら、封口部５５をバッグクランプ装置５６で適正にクランプでき、あるいは溶着作業が終わった凍結保存用バッグを確実に回収でき、全体として封口装置の使い勝手を向上できる。

【0047】

可動挟持ブロック６９を固定挟持ブロック６７のガイド軸６８に対して前後スライド自在に支持すると、可動挟持ブロック６９を固定挟持ブロック６７に対して円滑に前後移動でき、しかも両挟持ブロック６７・６９の挟持面の平行度を高度化できる。また、ガイド軸６８に固定したインナーベース８４にクランプアクチュエータ７０を設けると、より簡単な構造のクランプアクチュエータ７０で可動挟持ブロック６９を前後操作して、固定および可動の両挟持ブロック６７・６９で封口部５５を確実にクランプ固定できる。

【0048】

可動挟持ブロック６９は、ブロック支持軸８１に対して第１ねじ体８３を介して着脱可能に装着され、放熱体ホルダー７５は、ブロックベース７３に対して第２ねじ体７７を介して着脱可能に装着されている。こうした封口装置によれば、必要に応じて可動挟持ブロック６９および放熱体ホルダー７５を、ブロック支持軸８１およびブロックベース７３から取外して、生体組織が付着しているかもしれない可動挟持ブロック６９および放熱体ホルダー７５を滅菌処理できる。従って、可動挟持ブロック６９、放熱体７４、放熱体ホルダー７５の衛生管理を容易化して、凍結保存用バッグの封口部５５の口処理を衛生的に安全な状態で行うことができる。

【0049】

上記の実施例では、シールビード１２５を封口部５５の一側端から他側端にわたって連続形成したがその必要はなく、シールビード１２５は少なくとも出入口３を横断する状態で形成してあれば足りる。また、上記の実施例では、往路時に形成したシールビード１２５に隣接して復路側のシールビード１２５を２重に形成したが、往路側と復路側のいずれか一方のシールビード１２５のみで、封口部５５が封止してあってもよい。必要があれば、走査構造５８の送り移動操作に連動して、上下走査アクチュエータ９９を作動させることにより、シールビード１２５の形成パターンを連続波形や鋸刃形などに形成することができる。

【0050】

図１４および図１５は凍結保存用バッグの変形例を示す。そこでは、２枚重ねにした透明のフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２に赤外線レーザービームを照射して、前記両シートＳ１・Ｓ２の界面に左右一対の外郭線ビード１を形成し、外郭線ビード１で挟まれた両シートＳ１・Ｓ２の間に生体組織を収容する収容部１３２と、収容部２に連続する通気口１３３と、通気口１３３に連続する抽気部１３４とを形成してなる。抽気部１３４の端部寄りは、第１シールビード１３５で封止されている。通気口１３３はバッグ壁の左右中央に形成してある。

【0051】

収容部１３２は、左右一対の左ビード部１３６および右ビード部１３７と、これら両ビード部１３６・１３７から通気口１３３へ向かって先すぼまり状に傾く肩ビード部１３８で区画されており、左右の両ビード部１３６・１３７の上端部はフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２の短辺部と直交状に交差していて、両ビード部１３６・１３７の間に生体組織を収容部１３２に充填するための充填口１３９が開口してある。抽気部１３４は漏斗状に形成してある。図１５に示すように抽気部１３４の左右幅は、通気口１３３の左右幅より充分に大きく、収容部１３２の左右幅は抽気部１３４の左右幅よりさらに大きく設定してある。

【0052】

以上のように構成した凍結保存用バッグは、血液などの生体組織を収容部１３２に充填したのち封口処理を行うが、一連の作業は以下の手順に従って行う。
まず、図１５に示すように、充填口１３９を上にして開口したのち、生体組織を充填口１３９から収容部２に充填する（第１手順）。このとき、収容部１３２と同じ幅の充填口１３９を大きく開口した状態で生体組織を充填できるので、生体組織の収容部２への充填や注入を、簡便にしかも速やかに行うことができる。次に、収容部１３２内の空気を押し出しながら、充填口１３９側のバッグ壁を密着させて、図１６に示すように生体組織が充填された凍結保存用バッグの充填口１３９の側を第２シールビード１４０で封止する（第２手順）。この状態の収容部２には、僅かに空気が含まれていることが多く、この空気を放出するために、第１シールビード１３５に沿う切断線１４１に沿ってバッグ壁を切断して、第１シールビード１４０を含むバッグ壁を分離除去し、抽気部４の端部寄りに抽気開口１４２を形成する（第３手順）。

【0053】

抽気開口１４２が形成された凍結保存用バッグを、抽気部１３４が上、収容部１３２が下になる状態にして起立保持する。次に、収容部１３２内の生体組織を通気口１３３から抽気部１３４へ押し出して液位を上げ、さらに抽気部１３４のバッグ壁を密着させながら空気を抽気開口１４２から放出する（第４手順）。このとき、広幅の抽気部１３４のバッグ壁を密着させながら空気を抽気開口１４２から放出することにより抽気部１３４内の空気の全てを確実に排出できる。さらに、抽気部１３４から収容部１３２の上部に至る間のバッグ壁を密着させて仮封止部１４３を形成することができる。この状態で、仮封止部１４３を第３シールビード１４４で封止する（第５手順）ことにより、生体組織のみを収容部１３２内に封入することができる。

【0054】

上記の凍結保存用バッグによれば、広幅の充填口１３９を大きく開口した状態で生体組織を充填できるので、生体組織の収容部１３２への充填や注入を、簡便にしかも速やかに行うことができる。また、収容部２内の生体組織を通気口１３３から広幅の抽気部１３４へ押し出して液位を上げ、さらに抽気部１３４のバッグ壁を密着させながら空気を抽気開口１４２から放出することができるので、収容部１３２に入り込んだ空気の脱気作業を楽にしかも速やかに行うことができる。第１シールビード１３５は、凍結保存用バッグの製造過程で形成しておくことができるが、第２シールビード１４０と第３シールビード１４４は封口装置を使用して封口処理する。

【0055】

上記以外に、クランプアクチュエータ７０はソレノイドである必要はなく、電動スライダー、電動シリンダー、リニアアクチュエータなどで構成してあってもよい。同様に、走査アクチュエータ９３は電動スライダー以外の、電動シリンダー、リニアアクチュエータなどで構成してあってもよい。さらに、上下調整アクチュエータ９９、および焦点調整アクチュエータ１１２は、電動スライダー、電動シリンダー、リニアアクチュエータなどで構成してあってもよい。レーザー発振器１０４は横長姿勢、あるいは前後に長い姿勢で配置することができる。本発明に係る封口装置は、とくにフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２で形成した凍結保存用バッグの封口部を封口処理するのに好適であるが、封口処理はフッ素系樹脂シート以外の樹脂シートで形成した凍結保存用バッグにも等しく適用できるので、封口対象の凍結保存用バッグがフッ素系樹脂シートＳ１・Ｓ２で形成してあることは限定しない。

【符号の説明】

【0056】

５５ 封口部
５６ バッグクランプ装置
５７ レーザー装置
５８ 走査構造
５９ フレーム
６５ 走査ベース
６７ 固定挟持ブロック
６９ 可動挟持ブロック
７０ クランプアクチュエータ（ソレノイド）
７４ 放熱体
９１ クランプテーブル
９３ 走査アクチュエータ（電動スライダー）
１０７ 集光レンズ
１２５ シールビード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】