(57)【要約】【解決手段】  コロニーピッキングヘッド又はロボットピペット工具の様な、ロボット操作式試料取り扱い工具は、工具上に配置された針を含んでいる。各針には、針毎に流れを制御するためアクチュエータが関係付けられている。複数のプランジャが、それぞれ１つの針に関係付けられており、プランジャの運動によって対応する針を作動させることができるようになっている。各プランジャは、開閉できる通路を有しており、例えば、プランジャを工具本体内で動かすと、対応する針が動き、及び／又は流体を針に吸引する／針から排出することができる。アクチュエータは、プランジャの通路を制御装置で個別に制御できるように配設されている。
2005534015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料取り扱い工具において、
工具本体と、
前記工具本体に取り付けられた複数の針であって、各前記針は、材料を作業域から取り出し、材料を作業域に置くように構成配置されている複数の針と、
前記工具本体内で動かすことのできる複数のプランジャであって、各前記プランジャは、前記複数の針の対応する１つと関係付けられ、前記プランジャを通して流体が流れることを許容する通路を有している複数のプランジャと、
各前記通路に個別にアドレスして各前記通路内の流れを個別に制御できるように構成配置されている制御装置と、を備えている工具。
【請求項２】
前記制御装置は複数のアクチュエータを備え、各前記複数のアクチュエータは対応する通路を開閉することができる、請求項１に記載の工具。
【請求項３】
各前記複数のアクチュエータは、対応する通路に関して流体の流れを制御する薄膜弁を含んでいる、請求項２に記載の工具。
【請求項４】
前記制御装置は、前記複数のアクチュエータに、対応する通路を開閉するための信号を供給する複数の制御スイッチを備えている、請求項２に記載の工具。
【請求項５】
各前記複数の制御スイッチは、対応するアクチュエータに流体信号を供給する弁を備えている、請求項４に記載の工具。
【請求項６】
前記制御装置は、アクチュエータにより開かれた通路を通る流れを制御する複数の駆動スイッチを備えている、請求項２に記載の工具。
【請求項７】
各前記複数の駆動スイッチは、対応する通路に流体の流れを供給する弁を含んでいる、請求項６に記載の工具。
【請求項８】
プランジャの通路を閉じると、前記プランジャが前記工具本体内で動くときに、対応する針に流体を吸引すること及び対応する針から流体を排出することの内の一方が起こることになる、請求項１に記載の工具。
【請求項９】
前記各プランジャの或る部分が前記工具本体の第１部分に固定され、前記各プランジャの第２の部分が前記工具本体の第２部分の流路と滑動可能に係合されており、前記工具本体の第１部分が前記工具本体の第２部分に対して移動すると、各前記流路に圧力変化が生じて前記プランジャがその通路を閉じることになる、請求項１に記載の工具。
【請求項１０】
ロボット操作式材料取り扱い工具において、
工具本体と、
前記工具本体に取り付けられた第１の個数の針であって、各前記針は、材料を作業域から取り出し、材料を作業域に置くように構成配置されている第１の個数の針と、
前記工具本体内で動かすことのできる複数のプランジャであって、各前記プランジャは、前記複数の針の対応する１つと関係付けられ、前記プランジャを通して流体が流れることを許容する通路を有している複数のプランジャと、
それぞれが対応するプランジャと関係付けられ、前記プランジャ内の通路に対して流れを制御する第１の個数の薄膜弁と、
前記薄膜弁に信号を供給することにより各前記薄膜弁を制御するように構成配置されている弁制御装置と、を備えており、
前記弁制御装置は、前記薄膜弁を制御して、各前記通路の流れを個別に制御する工具。
【請求項１１】
前記弁制御装置は複数の第１弁を含み、各前記弁は、対応する薄膜弁の群に空気圧信号を供給し、前記薄膜弁を開状態と閉状態の間で制御して、対応する通路を開閉する、請求項１０に記載の工具。
【請求項１２】
前記弁制御装置は複数の第２弁を含み、各前記第２弁は、対応する薄膜弁に流体の流れを供給する、請求項１１に記載の工具。
【請求項１３】
前記複数の針と、対応する薄膜弁とは、ＭｘＮの配列に配置されている、請求項１０に記載の工具。
【請求項１４】
前記弁制御装置はＭ個の弁を含み、各前記弁は、対応する行の薄膜弁に空気圧力信号を供給する、請求項１３に記載の工具。
【請求項１５】
前記弁制御装置はＮ個の弁を含み、各前記弁は、対応する列の薄膜弁に流体の流れを供給する、請求項１３に記載の工具。
【請求項１６】
プランジャの通路を閉じると、前記プランジャが前記工具本体内で動くときに、対応する針に流体を吸引すること及び対応する針から流体を排出することの内の一方が起こることになる、請求項１３に記載の工具。
【請求項１７】
前記弁制御装置は、前記工具本体に取り付けられている、請求項１３に記載の工具。
【請求項１８】
前記弁制御装置は、複数の通路に関して流れを同時に制御するために、薄膜弁を制御する、請求項１０に記載の工具。
【請求項１９】
ロボット操作式材料取り扱い工具において、
工具本体と、
前記工具本体にＭ列Ｎ行に取り付けられた複数の針であって、各前記針が、材料を作業域から取り出し、材料を作業域に置くように構成配置されている複数の針と、
前記工具本体内で動かすことのできる複数のプランジャであって、各前記プランジャが、前記複数の針の対応する１つと関係付けられ、前記プランジャを通して流体を流せるようにする通路を有している複数のプランジャと、
少なくとも１つのアドレス弁が対応する通路に関係付けられ、前記通路の流れを制御する複数のアドレス弁と、
前記アドレス弁に信号を供給する、Ｍ＋Ｎに等しい個数の複数のスイッチと、を備えており、
前記複数のスイッチは、各針毎に流れを個別に制御するために、信号を前記アドレス弁に供給する工具。
【請求項２０】
前記複数のスイッチは前記工具本体に取り付けられている、請求項１９に記載の工具。
【請求項２１】
前記複数のスイッチは、Ｍ列の針に関係付けられたＭ個のスイッチを含んでおり、各前記Ｍ個のスイッチは、対応する列の弁に対応しており、当該弁に信号を供給し、前記複数のスイッチは、更にＮ行の針に関係付けられたＮ個のスイッチを含んでおり、各前記Ｎ個のスイッチは、対応する行の弁に対応しており、当該弁に信号を供給する請求項１９に記載の工具。
【請求項２２】
前記複数のスイッチは、流体の圧力及び流体の流れの内の少なくとも一方を、対応するアドレス弁に供給する流体弁を含んでいる、請求項２１に記載の工具。
【請求項２３】
前記複数のスイッチは、複数の針の流れを同時に制御するために前記アドレス弁に信号を供給する、請求項１９に記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばロボット操作式ピペット装置のような試料取り扱い工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の試料取り扱い針を有するロボット操作式工具は、例えば、蛋白質及びゲノムの研究で広く使用されている。これらの装置は、マイクロタイタートレイ、分離されたＤＮＡ断片を有するゲル、及びその他の材料保持装置の様な、多種多様な作業域に対して試料を出し入れするために使用される。そのような工具の中には、一般に知られている９６溜めプレート又は３８４溜めプレートの様なマイクロタイタートレイの溜め部に対応する配列に配置された複数の針を有するものもある。マイクロタイタートレイの溜め部全てに対応するように配置された針配列を使えば、材料をマイクロタイタートレイの溜め部に同時に置き、そして同時にそこから取り出せるようになるので、マイクロタイタートレイ内の複数の試料を処理する速度を上げることができる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明による或る例示的実施形態では、ロボット操作式材料取り扱い工具は、工具本体と工具本体に取り付けられた複数の針を含んでいる。複数の針は、それぞれ、材料を作業域から取り出し、そして材料を作業域に置くように構成配置されている。工具は、複数のプランジャも含んでおり、各プランジャは、複数の針の内の対応する１つの針と関係付けられている。プランジャは、対応する針を作動させる吸引力／圧力を作り出すために流路内で動かせるようになっている。プランジャは多孔質であり、例えば、流体（即ち、気体又は液体）がプランジャを通過できるようにする穴、流路、又はその他の通路を有している。実施形態の中には、プランジャの通路の開閉を制御して、プランジャとその関係付けられた針が液体を吸引又は分注するように制御するものもある。例えば、通路を閉じると、関係付けられた流路（シリンダの内腔）内でプランジャが動くことにより、針に吸引力が発生して針が液体を吸引する。反対に、通路を開くと、空気又は他の流体が通路を通過するので、プランジャが動いても吸引力は生じない。
【０００４】
別の例示的実施形態では、プランジャの通路は個別にアドレス、例えば、開閉されるので、各針を個別に制御して、試料をピックアップ及び／又は分注することができる。例えば、複数のプランジャの全てを、全てのプランジャを１つの流路ブロックに対して動かす共通の駆動機構に取り付けてもよい。通路が閉じられているプランジャでは、プランジャが動くと、そのプランジャに対応する針を作動させる吸引力／圧力が発生する。しかしながら、通路が開いているプランジャでは、対応する針を作動させる吸引力／圧力は発生しない。その結果、個々のプランジャの通路に個別にアドレスできるようになっていれば、他の針を活動させない状態で、個別に針を作動させることができる。
【０００５】
本発明の別の態様では、プランジャの個々の通路は、薄膜弁のマトリクスを使ってアドレスされる。プランジャ／針に個別にアドレスするのに必要な制御信号の数を最小限にするため、弁とこれに関係付けられた制御装置を設けてもよい。
【０００６】
本発明の上記及びこの他の態様は、例示的実施形態についての以下の説明並びに特許請求の範囲の内容から明らかに及び／又は明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明による例示的実施形態について、以下、図面を参照しながら説明するが、図中、同一要素には同一符号を付して示す。
本発明の各種態様を、例示的実施形態を参照しながら以下に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、あらゆる適性のあるシステム又は装置にも使用できる旨理解頂きたい。
【０００８】
本発明の或る態様では、試料取り扱い工具のプランジャは、選択的に開閉できる通路を有している。通路を選択的に開閉することにより、各プランジャに関係付けられた針を選択的に作動させることができるようになる。このような作動には、或る針を本体上の他の針とは別に工具から遠くの方向へ伸張させる様に、或る針を工具に対して動かすこと、或る針に流体を吸引するか又は流体を排出する様に、或る針の中の流れを制御すること、或いは、或る針に１つ又は複数の材料取り扱い機能を実行させること、が含まれる。更に、工具制御装置は、配列内の全針を同時に作動させることもできるし、又は特定の針の行又は特定の針の列の全ての又は選択された針の様な、選択された針の群を同時に作動させることもできる。このように構成することにより、制御装置が針毎に個別の制御信号を出力する必要無しに、針を個別に制御できるようになる。
【０００９】
図１は、本発明による材料取り扱い工具１０を操作しているロボット１の概略図である。ロボット１は、材料取り扱い工具１０を移動し、かつ、工具１０の針４が、例えば、マイクロタイタートレイ、分離されたＤＮＡ断片を含むゲル、又は他の生物的材料などの、１つ又は複数の作業領域の材料をピックアップし、及び／又は置くことを許容してもよい。例えば、ロボット１は、１つ又は複数の針４がマイクロタイタートレイに対して適切に位置決めされるように工具１０を移動させて、次いで、１つ又は複数の針４を作動させて材料をマイクロタイタートレイの溜め部から取り出し、或いは材料を当該溜め部に置いてもよい。当業者には理解頂けるように、針は、機械視認システム指示の下に、例えばコロニー又はプラークをピッキングする様な他の材料取り扱い動作を行うように作動させることもできる。このような材料取り扱いの目的及び方法は、当業者にとって周知であり、ここでは詳細に記載しない。
【００１０】
図１に示すロボットは、基部と連接アームを有するものとして示しているが、ロボット１は、適していればどの様な型式又は構造であってもよいし、適していればどの様な数の自由度で工具１０を動かせるようになっていてもよい。例えば、ロボットは、工具１０を３自由度で動かすことのできるガントリー型ロボットであってもよい。無論、１自由度以上の自由度で工具１０を動かすことのできる他の適したロボット構成を使用してもよい。工具１０とロボット１は、ロボット１が工具１０を他の工具に交換して、ロボット１が異なる工具を使って自動化されたオペレーションを実行できるようにする連結部を含んでいる。ロボット１又はシステム制御装置は、周知のように、針４の目標領域に対する位置決めを制御するための視認システム又は他の適した装置を含んでいる。更に、工具１０とロボット１の間の接続部、例えば迅速脱着連結部は、工具１０を物理的に支えると共に、電力、制御信号、流体供給又はその他の流体信号などを供給する。本願に使用する「流体」という用語は、ガス及び／又は液体をいう。
【００１１】
図１に示す実施形態では、工具１０は制御装置２を備えており、制御装置２は、制御装置のアクチュエータに、対応する針４を作動させる信号を出力する。上記のように、針４を作動させると、針４を、工具から遠ざかる方向に伸張して作業域の材料をピックアップし、又は作業域に材料を置く様に、工具１０に対して動かし、針に流体を吸引したり針から流体を排出したりという様に、針の中の流れを制御し、或いは針に１つ又は複数の材料取り扱い機能を実行させることができる。図示の実施形態では、制御装置２と針４は、全て工具１０の本体５に取り付けられているが、制御装置２の或る部分を工具１０から離して配置してもよい。図示の実施形態では、本体５は箱状の形状を有しているが、本体５は適していればどの様な様式に構成してもよい。更に、図示の実施形態の針４は、５ｘ４列に配置され、本体５の底部から伸張しているが、本体５には適していればどの様な個数の針４をどの様な適した様式で設けてもよく、例えば、マイクロタイタートレイに固有の溜め部パターンとしてもよい。針４は、取り外し可能なピペット先端部又は材料取り扱い用の他の装置を取り付けるように設けてもよいし、又は材料を直に取り扱うように設けてもよい。
【００１２】
制御装置２は、実施形態によっては工具１０から切り離して設けられる場合もあるが、この制御装置２は、針４を作動させるためにアクチュエータにどの様な適した信号又は信号の組み合わせを供給してもよい。例えば、制御装置２は、電気信号、磁気信号、光学信号、流体信号、（例えば、流体圧及び／又は流量の変化）、或いは電気信号と流体信号の両方をアクチュエータに供給するなど、上記信号の組み合わせを供給してもよい。通常、制御装置２が供給する信号は、アクチュエータの種類によって異なる。例えば、アクチュエータは、流体信号に基づいて開閉し、又は他の方式で状態を変える、空圧制御型流体弁でもよい。無論、アクチュエータは、電気制御流体弁、リレー、又は対応する針を作動させるのに適した他の装置を含んでいてもよい。例えば、工具１０が各針毎に１つのアクチュエータを有していて、各アクチュエータは弁とこれに付帯した空気ラムを含んでおり、弁が開いて空気圧が開いた弁を通して供給されると、空気ラムが伸びて、対応する針４が本体５から伸張するようになっている。この様に、アクチュエータは、制御装置２から受信した２つの信号に応じて針４を作動させる。アクチュエータが制御装置２からの２つの信号に応えることにより、アクチュエータのマトリクス型のアドレスが可能となるが、これについては下で詳しく説明する。
【００１３】
制御装置２は、針４を作動させるように自律的に作動するか、又は材料取り扱いシステムの一部である高位の制御装置の指示の下に作動する。例えば、制御装置２は、特定の針又は針の群を特定の時間及び／又は工具１０の位置で作動させるための信号を受信して、所望の動作を起こさせるための適切な信号を生成し出力する。制御装置２は、配線経由、及び／又は無線リンクなど、適していればどの様な方式で、そして適していればどの様なフォーマット及び／又は通信プロトコルで信号を受信してもよい。制御装置２及び／又は高位の制御装置は、適していればどの様な汎用データ処理システムを含んでいてもよく、そのようなシステムは、適正にプログラムされた汎用コンピュータ又は汎用コンピュータのネットワーク、及び、通信装置及び／又は所望の入出力又はその他の機能を実行するのに必要な他の回路又は構成要素を含むその他の付帯装置、であってもよいし、それらを含んでいてもよい。制御装置は、少なくとも部分的には、単一の特定用途用の集積回路（例えばＡＳＩＣ）又はＡＳＩＣのアレイとして実体化することもでき、後者の場合、それぞれが、システム全体を制御するための主又は中央プロセッサ部と、中央プロセッサ部の制御下で多様な異なる特定の計算処理、機能、及び他の処理を実行するために専用に設けられた別個の部分とを有することになる。制御装置は、複数の個別専用プログラム可能集積又は他形式の電子回路又は装置、例えば、個別素子回路又はプログラム可能な論理装置の様な配線電子回路又は論理回路を使用して実体化することもできる。制御装置は、情報表示装置、キーボード、ユーザーポインティング機器、タッチスクリーン、又は他のユーザーインターフェースの様なユーザー入力装置、データ記憶装置、通信装置、又は他の電子回路又は構成要素など、他の装置を含んでいてもよい。
【００１４】
図２は、本発明による工具１０の斜視図である。図示の実施形態では、制御装置２は、それぞれが対応する針４に関係付けられた５ｘ４列のアクチュエータ３を含んでいる。従って、アクチュエータ３が適切な信号を受信すると、対応する針４が作動して、例えば、針の中の流体の流れが制御され、及び／又は針４が本体５に対して動く。図示の実施形態では、制御装置２は、工具１０の行方向のアクチュエータ３に関係付けられた４つの制御スイッチ２１と、工具１０の列方向のアクチュエータ３に関係付けられた駆動スイッチ２２を含んでいる。制御信号は、工具１０上の制御装置２の或る部分（例えば、データプロセッサとその付帯メモリ）により、又は工具１０から離れた別の供給源により、制御スイッチ２１と駆動スイッチ２２に供給される。これらの制御信号に基づいて、制御スイッチ２１と駆動スイッチ２２は、適した信号をアクチュエータ３に供給し、単数又は複数の特定の針を作動させる。スイッチ２１と２２は、制御信号に応答して対応するアクチュエータ３に信号を供給することができるのであれば、どの様な適した装置であってもよい。例えば、スイッチ２１と２２は、例えば、高圧源又は低圧源、又は流体流の供給源など、１つ又は複数の流体配管の間に敷設された配管を切り換えることのできる電気制御弁を含んでいる。圧力又は他の流体流供給源は、工具１０とは別のポンプ、計量ピストン、リザーバ、又はその他の装置に到る配管（図示せず）で、スイッチ２１と２２に接続される。
【００１５】
なお、図示の実施形態では、アクチュエータ３は、列と行に配列されているが、アクチュエータ３はどの様な適した様式且つどの様な適したパターンで論理的にグループ分けされていてもよい。更に、工具１０は５ｘ４列に限定されるわけではなく、アクチュエータ及び／針の個数はどの様な適した数で、どの様な適したパターンに配置されていてもよく、例えば、針４が、標準９６溜め部、３８４溜め部、又は他のサイズ／構成のマイクロタイタートレイ又は他の材料試料ホルダーに対応するパターンであってもよい。この様に、図示の実施形態の５ｘ４配列は、簡潔さと参照し易さを期して使用したものであり、決して本発明の態様を何らかの形に限定するものと解釈すべきではない。
【００１６】
図示の実施形態では、工具１０は、更に、本体５の上部分５ａを下部分５ｂに対して、例えば矢印９１の方向に動かすことのできる駆動機構９を含んでいる。このように動かすと、上部分５ａに固定されたプランジャ６を、下部分５ｂに対して動かし、各針４が試料を吸引／分注する吸引力／圧力を発生させることができる。駆動機構９は、当技術で周知の何れの適した形態を採用してもよい。例えば、駆動機構９は、上部分５ａの下部分５ｂに対する動きを案内するための案内路と、上部分５ａを動かす動力を提供するリニアモーターと、上部分５ａが下部分５ｂに対して正確に位置決めできるように位置フィードバックを提供するリニアエンコーダを含んでいる。なお、本実施形態では、上部分が下部分５ｂに対して動かされているが、下部分５ｂを上部分５ａに対して動かしてもよい。更に、工具本体５は、３つ以上の部分を有していてもよく、例えば工具１０は上部分と下部分の間に中間部分を含んでいて、各部分が何らかの適した方式で互いに対して動くようにしてもよい。更に、工具５は、図示のもののように可動部を有している必要はなく、代わりに他の機構を使って針４を作動させてもよい。
【００１７】
図３は、図２に示す工具の概略断面図を示している。この図示の実施形態では、プランジャ６は、上端が工具本体５の上部分５ａに固定されており、上部分５ａが駆動機構９に駆動されると、矢印９１で示す方向に上下動する。これにより、プランジャ６は、下部分５ｂの対応する流路７に対して、例えば、下部分５ｂの円筒状内腔に対して、動くことになる。エラストマー材料の様な１つ又は複数のシール８は、流体が流路７内からプランジャ６を通って流れ出るのを防止している。シール（８）は、流路７に対して静止していてもよいし、流路壁をプランジャと共に移動してもよい。形成されたシールを、適した潤滑剤又はその他材料をプランジャ６に使用することにより強化してもよい。各流路７内のプランジャ６の動きは、対応する針４に吸引力／圧力を発生させ、例えば、その結果、周知のように、液体を吸引したり分注したりできるようになる。針４には、当該技術では既知のように、取替え可能なピペット先端部４１が設けられている。
【００１８】
この実施形態では、プランジャ６は多孔質であり、例えば、プランジャ６は、プランジャの長さに亘って伸張する孔又は通路を有している。この通路を流体（気体又は液体）が通過できるようになっている。各プランジャ６の通路は、配管３２を介して、アクチュエータ３、例えば図３に示す薄膜弁と連通している。アクチュエータ３は、薄膜弁の動作によって通路を開けたり閉じたりする。例えば、図４に示すように、適した制御信号、例えば流体圧が、配管２３でアクチュエータ３に供給されると、可撓部材３１が変形して、配管２３と配管２４の間の連通を阻止する。代わりに、図５に示すように、流体の圧力が解放され及び／又は真空が掛けられると、可撓部材３１は後退して、配管３２と配管２４の間の連通が可能になる。その結果、通路が弁で開閉されることになる。通路が閉じていれば、プランジャ６は、移動する際に流路７内に吸引力／圧力を発生させる。しかしながら、通路が開いていると、配管２４からプランジャの通路に流体が供給されるため、プランジャが動いても吸引力／圧力は発生しない。即ち、配管２４は、大気圧に開放されるか、又はプランジャの動きが針に試料を吸引／分注させることのないように、適した圧力の流体が供給されるのである。
【００１９】
針４の動作の制御は、配管２４内の流体を制御することによって更に制御される。例えば、配管２４を大気圧に開放して、アクチュエータ３の開閉で通路を効果的に閉開できるようにしてもよい。代わりに、流体を加圧して配管２４に供給し、例えば、液体又は気体が開いた弁を通して選択的に供給されるようにして、プランジャ６を通して、対応する針から送り出すようにしてもよい。配管２４に真空を掛けて、通路がアクチュエータ３によって開かれると、プランジャ６を動かす必要無しに、流体が選択された針に吸引されるようにしてもよい。この様に、針４からの試料の吸引／分注は、プランジャ６の運動とは切り離して、又はプランジャ６の運動と組み合わせて、通路内の流体の流れを制御することにより制御することができる。配管２３及び２４への流体の流れの切り替えは、スイッチ２１及び２２それぞれによって制御される。スイッチ２１と２２は、１つ又は複数の流体供給配管、例えば、真空、加圧流体、又は大気圧を提供する配管、の間で配管２３と２４を切り替える電気作動弁である。
【００２０】
当業者には理解頂けるように、図示の薄膜弁は、通路制御用のアクチュエータ３を実体化する１つの方式に過ぎない。アクチュエータ３は、通路を真に個別制御できるようにするカスケード配列の２つ又はそれ以上の弁を含んでいてもよいし、無論、他の型式の弁又は他の装置を使用して通路の開閉を行ってもよい。勿論、図示のマトリクス型式の弁配置を使用するのではなく、個別制御弁を使って各通路を開閉してもよい。
【００２１】
図６は、工具１０の上部分５ａの概略平面図である。この概略図では、配管２３は、対応するスイッチ２１を介してＡ−Ｄ行のアクチュエータ３に制御信号を供給する。駆動信号は、対応するスイッチ２２を介して、１−５列のアクチュエータ３に供給される。この様に、図示の実施形態では、各制御スイッチ２１は、制御配管２３を介して、対応する行の全てのアクチュエータ３に略同時に制御信号を供給する。或る行のアクチュエータ３に供給される制御信号によって、アクチュエータ３は開状態と閉状態の間で状態を変化させる。同様に、各駆動スイッチ２２は、駆動配管２４に沿って、対応する列の全てのアクチュエータ３に駆動信号を略同時に供給する。従って、アクチュエータに対応する制御配管２３に沿って制御信号を供給することにより、個々の通路にアドレスし、例えば開閉し、そしてアクチュエータに対応する駆動配管２４に沿う駆動信号によって、針の動作を制御することができる。例えば、図３に示す工具１０の右上角のアクチュエータ３に対応する通路（位置Ａ−５）は、弁を開くのに適した行Ａ用の制御スイッチ２１から制御信号を供給することによって開かれ、流れが通路を通過できるようになる。通路を通る流れは、配管２４を通る流れを制御することによって制御される。即ち、位置Ａ−５の通路用の弁が開いていても、当該弁用の配管２４への流れが許可されていない場合、例えば、列５用のスイッチ２２が配管２４内の流れを阻止している場合は、流体は通路内を流れることはない。従って、通路の流れは、配管２４の流れを制御することによっても制御することができる。結果として、個々の針４は、適切な信号を、工具１０のアクチュエータの配管２３及び２４に、例えば行及び／又は列に、供給することによって作動する。
【００２２】
なお、選択されたアクチュエータ３の群は、行Ａ−Ｄ及び列１−５に沿って適切な信号を供給することによってアドレスされる。例えば、工具１０上の全ての針、又は特定の行又は列の選択された針は、略同時に同じ様に作動し、例えば、行Ａの全てのアクチュエータ３は、行Ａ用の制御スイッチ２１から適切な制御信号を供給して行Ａの弁を閉じ、行Ｂ−Ｄ用のスイッチ２１から適切な制御信号を供給して行Ｂ−Ｄの弁を開け、列１−５用の駆動スイッチ２２から適切な駆動信号を供給して配管２４を流れが通れるようにし、同時に駆動機構９でプランジャ６を上方に動かすことにより、液体を吸引することができるようになる。このような制御信号のセットは、行Ａの針だけが、試料を吸引／分注することができるようにする。なお、他の選択された針の群は、適切な制御部並びに駆動配管２３と２４に信号を供給し、及び／又は駆動機構９でプランジャ６を適切に動かすことによって、略同時に作動させることができる。
【００２３】
プランジャ６及び上下部分５ａと５ｂは、プラスチック、ガラス、又は適した金属の様な、どの様な適した材料（複数も可）で作ってもよく、流路、配管、チャンバ、及びその他の機構は、どの様な適した加工を用いてどの様な適したやり方で形成してもよい。例えば、上下部分５ａと５ｂは、溝、流路を有する多層構造のプラスチック材料で作ってもよいし、別の方法で成形して、工具本体１０に所望の配管、流路などを作ってもよい。上記層は、例えば層を加熱して一体に加圧し、一体に接合させて一体のブロックに形成する。薄膜弁３１は、シリコンゴムのシートの様な可撓部材６を、上部分５ａの層の間に配置して層を固定することにより形成される。薄膜弁の形成法は周知であり、当業者には代替形成法も自明であろう。
【００２４】
制御及び駆動信号は、薄膜弁に、針に関する他の作動オペレーションも実行させることができ、例えば、対応する針を通して流体をポンピングし、及び／又は計量された量の流体を対応する針４に吸引したり針４から排出したりすることもできる。ポンピングと計量のオペレーションは、例えば、弁の可撓部材を閉状態に動かし、駆動スイッチ２２で弁の駆動配管２４を閉じ、弁の可撓部材を開状態に動かして、流体を針に吸引することにより実行される。可撓部材の運動は、例えば、制御配管２３によって弁から吸引される流体の量を制御することにより、弁の針を通して正確な流体計量が実行できるように厳密に制御される。そのような制御は、制御配管２３又は駆動配管２４に連結された計量ピストンにより、制御スイッチ２１の弁を通して一定の流体流量を供給している状態で弁の開閉を正確にタイミング設定することによって、又は当業者にとって分かっている他の手段によって、実行される。
【００２５】
なお、図示の実施形態の制御及び駆動スイッチは、対応する行及び列の弁に対する流体の流れを制御しているが、スイッチは、アクチュエータに、電気的、光学的、磁気的、及びその他の種類の信号の様な、他の種類の信号を供給してもよい。同様に、この実施形態のアクチュエータ及び／又は弁は、電気又は光学リレイ、トランジスタ、光学弁などの様な、どの様な他の適した要素（複数も可）を含んでいても、又これとは置き換えてもよいし、アクチュエータ３は、油圧ラム、ソレノイドアクチュエータ、モーターなどの様な、他の駆動要素を含んでいてもよい。従って、制御を受け、信号を駆動し、対応する針を作動させるアクチュエータとして、どの様な適した要素の配置形態を使用してもよい。
【００２６】
以上、各種例示的実施形態を参照しながら本発明について説明してきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。また、当業者にとって、上記実施形態に対して様々な変更、修正、及び変型を考案できるのは自明のことであろう。例えば、プランジャ内の通路の間隙率は、針に供給されるか又は針から引き出される流体のフィルタとして作用するように設定してもよい。従って、ここに記載した本発明の実施形態は、説明を目的としたもので限定を意図しているわけではない。本発明から逸脱することなく、各種変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるロボット操作式工具の概略図である。
【図２】本発明による工具の概略斜視図である。
【図３】図２の工具の断面図である。
【図４】閉状態にある対応する針の作動を制御する弁の概略図である。
【図５】開状態にある図６の弁の概略図である。
【図６】図２示す工具の平面図であり、個々の針アクチュエータがどのようにアドレスされるかを示している。
【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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【国際調査報告】
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