(57)【要約】  バレル（４０８）、カプラー（４２８）、バレル（４０８）と組み合わせられたピストン（４５４）、及びピストン（４５４）の下方区域における流体の流れに対して内径を封鎖する封鎖面を含んだ自動生物学的反応システムのための方法及び装置に有用な流体ディスペンサー。
2007517199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方部分と下方部分とを含んだ受容室を有するバレル；
受容室と実質的に一列に並んでいる分配室を有するカプラー；
バレルの下方部分と組み合わせられかつ受容室と分配室との間に置かれたピストンであって、外径及び流体が中を通過する内径を有する前記ピストン；
ピストンの下方区域において流体の流れに対して内径を封鎖する封鎖面；及び
封鎖面の上方で内径から外径に通過する半径方向流路
を備え、バレルがカプラーと運動可能に組み合わせられた流体ディスペンサー。
【請求項２】
前記封鎖面がプラグを備え、前記プラグはショルダーに取り付けられたステムを含み、ステムは少なくも１個の軸方向リッジを含み、プラグのステムはピストンの流路の内径とステムの軸方向リッジとの組み合わせが少なくも１個の半径方向流路を形成するようにプラグのステムが少なくも部分的にピストンの流路内に置かれる請求項１の流体ディスペンサー。
【請求項３】
プラグが、複数の軸方向リッジと複数の半径方向流路とを含む請求項２の流体ディスペンサー。
【請求項４】
各軸方向リッジが半径方向リッジを更に含む請求項３の流体ディスペンサー。
【請求項５】
プラグのショルダーが平坦な底面を有する請求項２の流体ディスペンサー。
【請求項６】
プラグがピストンの流路内に圧入される請求項２の流体ディスペンサー。
【請求項７】
ピストンの流路の端部が少なくも１個の半径方向リッジと接触するようにプラグがピストンの流路内に圧入される請求項６の流体ディスペンサー。
【請求項８】
カプラーの分配室に隣接して置かれた行程終端のシール４９９を更に含む請求項１の流体ディスペンサー。
【請求項９】
行程終端シールが、流路、頂部封鎖面、及び少なくも１個の外側封鎖リングを更に備える請求項８の流路ディスペンサー。
【請求項１０】
行程終端シールが黒色ゴムより製造される請求項８の流路ディスペンサー。
【請求項１１】
受容室が分配室と同軸である請求項１の流路ディスペンサー。
【請求項１２】
受容室から分配室への流体の流れを許しかつ分配室から受容室への流体の流れを禁ずるように作動する逆止め弁を更に備え、逆止め弁が分配室とプラグとの間に置かれる請求項１のルディスペンサー。
【請求項１３】
逆止め弁が分配室に隣接したダックビル逆止め弁であり、ダックビル逆止め弁は分配室及び受容室と同軸である請求項１２の流体ディスペンサー。
【請求項１４】
上方部分と下方部分とを含んだ受容室を有するバレルであって、下方部分が内径、外径、及び流路を有するピストンを含んでいる前記バレル；
受容室と実質的に一列に並んでいる分配室を有するカプラーであって、バレルがカプラーに運動可能に組み合わせられている前記カプラー；
平らな底面を有するショルダーに取り付けられたステムを有するプラグであって、ステ
ムは、各軸方向リッジが更に半径方向リッジを含んでいる複数の軸方向リッジを含み、ピストンの流路の内径とステムの軸方向リッジとの組み合わせが複数の半径方向流路を形成するようにプラグのステムがピストン流路内に圧入されている前記プラグ；及び
分配室に隣接して置かれた行程終端シールであって、流路、頂部封鎖面、及び少なくも１個の外側のシールリングを含んでいる前記行程終端シール
を備える流体ディスペンサー。
【請求項１５】
ピストンの流路の終端が少なくも１個の半径方向リッジと接触するように、プラグがピストンの流路内に圧入される請求項１４の流路ディスペンサー。
【請求項１６】
受容室が分配室と同軸である請求項１４の流路ディスペンサー。
【請求項１７】
ボール逆止め弁インサート、ボールを更に備え、ボールはボール逆止め弁インサートと適合し、ボール逆止め弁インサートは分配室に隣接し、ボール逆止め弁インサートは分配室及び受容室と同軸である請求項１４の流路ディスペンサー。
【請求項１８】
バレルの下方部分がカプラーにより覆われ、更にストッパーを備え、ストッパーはバレルがカプラー内で動くときバレルの下降行程を停止させる請求項１４の流体ディスペンサー。
【請求項１９】
バレルの運動に基づいて伸縮するばねを更に備える請求項１８の流体ディスペンサー。
【請求項２０】
カプラーとバレルのピストンとの間に置かれたコードシールを含む請求項１４の流体ディスペンサー。
【請求項２１】
カプラーとバレルのピストンとの間に置かれた少なくも上方及び下方のＯリングを含む請求項１４の流体ディスペンサー。
【請求項２２】
コードシールが下方内側ローブを含む請求項２０の流体ディスペンサー。
【請求項２３】
受容室とバレルのピストンとの間に置かれた逆止め弁を含む請求項１４の流体ディスペンサー。
【請求項２４】
逆止め弁がダックビル逆止め弁である請求項２３の流体ディスペンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物学的反応システムに関し、特に自動生物学的反応システムに関連して使用される改良されたディスペンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
免疫染色及び自然位ＤＮＡ解析は組織学的診断及び組織形態学の研究に有用なツールである。免疫染色は、抗体と組織標本の抗原決定基との特定結合親和性、及びある種の罹患細胞組織にのみに存在する特有の抗原決定基と特に結合する抗体の有効性の増加に関連する。免疫染色は、罹患状況のある種の形態学的指標を選ぶことにより強調するために、ガラススライド上に乗せられた組織切片について行われる一連の処理段階を必要とする。典型的な段階は、非特定結合を減らすための組織切片の前処理、抗体の処理と培養、２次抗体処理と培養で標識の付けられたエンチーム、抗体と結合するエンチームを有する組織切片の蛍光団又は発色団強調領域を作るためのエンチームとの基質反応、逆染色、及び同等を含む。これら段階の各は、前段階からの未処理の試薬を除去するための複数の清浄段階により分離される。培養は高温、通常は約４０℃で行われ、組織は脱水しないように継続的に保護されねばならない。自然位ＤＮＡ解析は、細胞又は組織標本内の特有のヌクレオチド連鎖によるプローブの特定結合親和性に関連し、そして同様に、種々の試薬及び必要な処理温度を伴う一連の処理段階を含む。
【０００３】
自動生物学的反応システムは、生物学的反応装置及び生物学的反応装置において使用される試薬及びその他の流体のためのディスペンサーを含む。ベンタナ・メディカル・システムズ・インクに譲渡され、参考文献としてここに組み入れられたコペランド（Ｃｏｐｅｌａｎｄ）ほかの特許文献１に明らかにされるように、生物学的反応装置はコンピューター制御とすることができる。しかしコンピューター制御は、生物学的反応装置に専用でかつ常駐のものに限定される。更に、コンピューター制御に関連して使用されるメモリは、一連番号、製品コード（試薬形式）、パッケージの大きさ（２５０回試験）、及び同等を含んだ試薬関連データを含む。
【０００４】
生物学的反応システムにおける要求の一つは試験における一貫性である。特に、生物学的反応システムは、自動生物学的反応装置において各スライドに一貫した試験をするためにスライド上に所定量の流体を適用しなければならない。このため、生物学的反応システムの重要な焦点は、スライド上に所定量の流体を一貫しかつ効率的に適用することである。更に、ベンタナ・メディカル・システムズ・インクに譲渡され、参考文献としてここに組み入れられたクラウザク（Ｋｒａｗｚａｋ）ほかによる特許文献２「液体ディスペンサー」において明らかにされたように、試薬は流体ディスペンサーを使用して正確な量をスライド上に分配しなければならない。生物学的発明され装置に関連して使用される流体ディスペンサーは製造が容易で、信頼でき更に大きさが小型であるべきである。
【特許文献１】米国特許第５，５９５，７０７号  明細書
【特許文献２】米国特許第５，２３２，６６４号  明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様は、上方部分と下方部分とを含む受容室を有するバレル；受容室と実質的に一線に配置された分配室を有するカプラー；バレルの下方部分と組み合わせられかつ受容室と分配室との間に置かれたピストンであって、外径及び流体が内部を通過する内径
を有する前記ピストン；ピストンの下方区域における流体の流れに対して内径をシールするためのシール面；及びシール面の上方で内径から外径に至る半径方向流路を備え、バレルがカプラーに運動可能に組み合わせられる流体ディスペンサーである。
【０００６】
本発明の別の態様は、上方部分と下方部分とを含んだ受容室を有するバレルであって、下方部分が内径、外径、及び流路を有するピストンを含んでいる前記バレル；受容室と実質的に一線に配置された分配室を有するカプラーであって、バレルがカプラーと運動可能に組み合わせられている前記カプラー；平らな底面を有するショルダーに取り付けられたステムを有するプラグであって、ステムは複数の軸方向リッジ（ｒｉｄｇｅ）を更に含み、各軸方向リッジは半径方向リッジを更に含み、ピストンの内径とステムの軸方向リッジとの組み合わせが複数の軸方向流路を形成するようにプラグステムがピストンの流路内に圧入されている前記カプラー；及びカプラーの分配室に隣接して置かれた行程終端のシールであって、流体の通過する穴、頂部の封鎖面、及び少なくも１個の外側シールリングを含む前記行程終端シールを備えた流体ディスペンサーである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の好ましい実施例が図面を参照しここに説明される。
【０００８】
本発明の自動免疫染色システムは、免疫組織化学の全段階を、その複雑さ又は要求されるそれらの順序、時間と温度、及び環境に関係なく実行する。載置された組織切片を示すバーコードを有する特製のスライドが、回転台上の特別の支持具内に置かれ、予めプログラムされた一連の反応を受け、そして回転台から取り出され、検査のための待機状態となる。本発明の装置の以下の説明を明確にするために、限定するものではないが、装置は免疫組織化学の方法の用語で説明されるであろう。
【０００９】
図１は、ホストデバイス３２及び１個の遠隔のデバイス１６６を有する自動生物学的反応システムの前右の等角図である。遠隔デバイス１６６は、染色用モジュール１６７、バルク流体モジュール２３０、及びホストコンピューター３３、モニター３４、キーボード３５とマウス３７を備えたホストデバイス３２を備える。図２は、自動生物学的反応システムの部分である染色モジュールの前右の等角図である。液体及び空気の供給管及び関係構成要素を連結している電線は、本技術においてよく知られる通常のものであり、図を分かり易くするために図面から省かれている。
【００１０】
装置は、上方部分２、中間部分４、及び下方部分６を持つ。上方部分２においては、試薬流体ディスペンサー１２を支持する試薬トレイ１０が、試薬回転台８上のその中心軸７回りに回転できるように取り付けられる。試薬回転台８及びスライド回転台２４は、好ましい実施例においては円形であるが、システム内のその他の構成要素との統合を許す適宜の形とすることができる。スライド処理サイクル中に導かれる免疫組織化学反応に要求され、図５−１６に関連して説明される試薬流体ディスペンサー１２は、試薬トレイ１０により支持されかつ支持流体ディスペンサーの受容器具１１内に取り付けられる。これら受容器具１１は、試薬流体ディスペンサー１２内に取り付けられる。受容器具１１は試薬流体ディスペンサー１２を受け入れるような形状にされる。受容器具１１は、回転台の軸線７と同心の円形パターンに等間隔に置かれることが好ましい。設けられる受容器具１１の数は、１サイクル又は一連のサイクルに必要な種々の試薬流体ディスペンサー１２の数を受け入れるに十分であるべきである。２５個の流体ディスペンサー受容器１１が示されるが、この数をより少なく又は多くすることができ、また試薬トレイ１０の直径は、より多数の試薬流体ディスペンサー１１を受け入れ得るように大きくすることができ。試薬回転台８は、ステップモーター１４駆動のベルト１６により回転され、試薬により処理されるスライド上方の空気シリンダー式の試薬給送アクチュエーターの下方の試薬給送位置に選定された試薬流体ディスペンサー１２を回転させる。
【００１１】
中間部分４は渦流混合板を備え、これに、６個の混合ブロックの内の４個が取り付けられ、残りの２個の混合ブロックは下方部分に取り付けられる。下方部分６は支持板２２を備え、この上にスライド回転台２４が回転可能に取り付けられる。スライド回転台２４は、スライド支持具２６を支持する。加熱された空気が、抵抗加熱用素子及び送風機により装置に供給される。加熱された空気は、図３に示されるように装置内で再循環する。支持板２２は、自動生物学的反応デバイス上の遠隔デバイスマイクロコントローラー３６、電力供給２４並びに流体及び空気弁６２も支持する。続いて説明されるように遠隔デバイスのマイクロコントローラー印刷回路板３６は、一般にプロセッサーでありかつ標準コンピューターにより置換することができる。遠隔デバイスのマイクロコントローラーの印刷回路板３６は、ＲＳ−４８５線を介してホストデバイス３２と接続する。下方部分６は支持板４０を備え、この上に電源供給具４２及び緩衝剤ヒーター４４のようなアクセサリーを支持する。
【００１２】
下方部分６において、スライド回転台２４の駆動スプロケットと組み合っている駆動ベルト２５と組み合っているステップモーター４８がスライド回転台２４を回転させる。環状の廃液溜めがシュラウドを囲み、かつ板２２の底部上に支持される。廃棄試薬及びリンス流体が廃液溜め内に集められ、そして排液溜め底部の出口管（図示せず）を経て排液管に通過させられる。
【００１３】
リンス剤及びリキッドカバースリップ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｏｖｅｒｓｌｉｐ、商標）（スライド上の水溶液の蒸発を防ぐために使用される軽油物質）を噴霧したブロック６０が通常の電磁弁６２を通して流体と共に供給される。緩衝剤ヒーター４４上に取り付けられた緩衝剤ヒーター温度センサー６６が、緩衝剤ヒーター４４に供給される熱エネルギーを管理する。支持板２２に取り付けられたスライド温度看視センサー６８が、環状のヒーター素子２７に供給されるエネルギーを制御することにより、装置内の空気の温度を制御する。電源４２がステップモーター１４、４８、及び制御システムに電力を提供する。図４は、自動生物学的反応システム１５０に含まれるバルク流体モジュールシステム２３０の左前の等角図である。バルク流体モジュール２３０は、空気圧縮機２３２、圧力逃がし弁（ｐｒｖ）２３８、冷却管２３１、水の凝縮器と濾過器２３４、空気圧調整器２３６、洗浄緩衝剤を収容している容器２４６、及びリキッドカバースリップ（商標）を収容している容器２４４を備える。空気圧縮機２３２は圧縮空気を提供し、この空気は圧力逃がし弁（ｐｒｖ）２３８により１．７６ｋｇ／ｃｍ２（２５ｐｓｉ）に調整される。空気は、圧縮機２３２から冷却管を通り凝縮器及び濾過器２３４に入る。空気は、凝縮器及び濾過器２３４から圧力調整器２３６に通過する。圧力調整器２３６が圧力を０．９１ｋｇ／ｃｍ２（１３ｐｓｉ）に調整する。０．９１ｋｇ／ｃｍ２（１３ｐｓｉ）に維持された空気が洗浄緩衝剤容器２４６及びリキッドカバースリップ（商標）容器２４４及び染色モジュール１６７に供給される（図２参照）。圧縮空気から凝縮した水は凝縮器と濾過器とを通り更に圧力逃がし弁を通ってバルクモジュールを出る。洗浄緩衝剤及びリキッドカバースリップ（商標）が染色モジュールに供給される。
【００１４】
図５及び６は、試薬回転台８内に入れられた試薬トレイ内に流体ディスペンサー４００を取り付ける方法を示す。まず、試薬トレイ１０に形成された丸いＵ字形の溝４４２内に足４４０が差し込まれる。別の実施例においては、足は、長方形の溝の中に差し込まれる。ばね部材４４８の溝４４４が試薬トレイ１０の周囲の縁４４６と組み合う。図１１は、試薬トレイ１０に取り付けられた後の流体ディスペンサー４００の断面図を示し、特に足４４０が溝４４２内に適合する方法を示し、更に流体ディスペンサー４００を定位置に保持するためのばね部材４４８の撓みを示している。流体ディスペンサー４００を外すには、溝４４４が縁４４６を妨げないようにばね部材４４８を内向きに僅かに曲げ、そして足４４０を溝４４２から引き抜く。
【００１５】
図７Ａを参照すれば、伸長位置にある充填済み流体ディスペンサー４００の断面立面図が示される。図７Ｂは、伸長位置にある使用者充填可能な流体ディスペンサー４００の断面立面図を示す。充填済みディスペンサーと使用者充填可能なディスペンサーとの間の相違は、スナップキャップ４０４をフリップキャップ４０２に置き換えたことである。流体ディスペンサー４００は、流体を貯蔵する受容室４１０、及び分配室４１２を有し、受容室４１０は分配室４１２の上方にある。受容室４１０は分配室と実質的に一直線上にあり、そして好ましい実施例においては分配室４１２と同軸である。
【００１６】
従来の液体ディスペンサーは横並びに配列され、このため受容室は分配室の側方にあった。この構成では、受容室は小さく、従って少量の流体を保持した。本発明においては、受容室を大きくしこれによりより多くの流体を保持することができる。例えば、従来のディスペンサーにおいては、受容室は約２７．５ｍｌの流体を保持でき、一方、本発明においては受容室は約３４．０ｍｌの流体を保持できる。通常、１個のディスペンサーは２５０回発射（即ち、流体を２５０回分配）を提供すると見積もられる。従来のディスペンサーで２５０回の発射を提供するためには、種々の試薬の種類に応じて種々の形式のカプラーを作らねばならなかった。これは、一部は、受容室の限定された容量のためであり、また流体の濃度のためである（ある種の流体は、その流体の粘度に基づいて異なる量を分配する）。本発明における受容室の容量増加のため、ディスペンサーは、流体の粘度とは無関係に２５０回の分配を提供でき、このため種々のカプラーは不要である。
【００１７】
更に、分配室４１２の側方にある受容室４１０を備えた従来の流体ディスペンサーは、受容室４１０と分配室４１２とを連結する連結用部分又は水平方向部分が必要である。水平部分の有り得る詰まりの問題に加えて、従来の設計は製造がより困難であった。特に、横並び設計では、水平方向又は連結用部品の成型工程が、連結用部品を全ての側面が受容室４１０，分配室４１２、及びボール室４３２とノズル４３０と正確に相互作用するように注意深く管理された。続いて説明されるように、ボール室４３２はボール４２６を備え、このボールは、流体ディスペンサー４００の運動の一部分の間、ボール室４３２の上方部分に着座する。従来の設計では、カプラーは、Ｔ字形の室、即ち２個の垂直部品と接している水平室を介して形成された。これら部品の交点には、ボールの座の区域が形成された。このカプラーに製造に当たっては、Ｔ字形部品の整合性が変化し、このため、ときにはボールの座の区域を適正に作ることが困難であった。本発明においては、流体ディスペンサー４００は、受容室４１０と分配室４１２との間の水平方向の連結用部分は不要である。受容室４１０は分配室４１２の頂部にあり、更に、好ましい実施例においては、受容室４１０は分配室４１２と同軸である。流れは実質的に直線状又は垂直であるため、Ｔ字形部品は除かれる。更に、ボールの座の区域が逆止め弁のボールインサート４２４と置き換えられこのインサートは別の小さい成型部品であり、従って製造の観点から従来設計よりも良く管理することができる。
【００１８】
好ましい実施例においては、受容室４１０の形状は図７Ａ及び７Ｂに示されるようである。受容室の形状は受容室４１０と分配室４１２との間の連結用手段を通して流体を排出する漏斗状又はその他の形とすることができる。好ましい実施例における受容室４１０と分配室４１２との間の連結用手段は、圧力差を検知する手段を有するダックビル逆止め弁４１６のような弁である。ダックビル逆止め弁は、オハイオ州イエロースプリングスのバーネイ・ラボラトリイズ（Ｖｅｒｎａｙ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）で製造される部品番号Ｘ６５９７−Ｅである。別の実施例においては、連結用手段は、一方向（受容室４１０から部品室４１２へ）で流体を輸送し、かつ圧力差に基づいて流体を通過させる適宜のデバイスである。これは、図１５−１６に説明されるようなアンブレラ弁又はカップ状逆止め弁７９２の使用を含む。
【００１９】
流体は、キャップ上に下向きの力を加えることにより、圧縮ばね４１８の力に逆らって分配室４１２から押し出される。これにより、図７Ｃに示されるように、バレル４０８がストッパー４２０に達するまでバレルが強制されて下向きに動かされる。ストッパーはバレル４０８が更に下方に動くことを防止する。図５及び６において説明されたように試薬トレイ１０に流体ディスペンサー４００が取り付けられたとき、ディスペンサー円筒伸長用空気管路により、或いは何かの別の手段により、バレル４０８を下向きに押すようにキャップ４０４に下向きの力が加えられる。ピストンとして作用するバレルの下方部分を含んだバレル４０８の下降運動が、流体を分配室４１２から噴出させる。
【００２０】
ばね４１８が伸びると、バレル４０８は上方に動き、ボール４２６は同様に上向きに動く。図８Ａを参照すれば、ボール室４３２及びノズル４３０の詳細図が示される。ノズル４３０の内側に、縁がボール室４３２の出口内に突き出るようにボール室４３２と食い違いの穴を有するカプラー４２８が形成される。ボール室４３２はボール４２６を収容し、このボールはボール室４３２の円筒面に対して緩く適合し、かつ最高位置と最低位置との間を自由に動くことができる。ボール４２６は、最高位置においてボール逆止め弁インサート４２４と出合い、これによりノズル４３０から分配室４１２への方向の流体の流れを阻止する。最低位置においては、ボール４２６はノズル４３０の内側の縁により制限され、ノズル４３０内に落ちることが防止される。しかし、これは、流体がボール室４３２からノズル４３０に流れることは防がない。
【００２１】
基本的に上述の構造を使用し、流体ディスペンサー４００の作動及び特有の性質を説明することとする。分配行程の始めには、流体ディスペンサー４００は図７Ａ及び７Ｂに示された位置にある。流体を分配すべきとき、キャップ４０２に対して下向きの力が加えられる。これが圧縮ばね４１８の力に打ち勝ってバレル４０８を、これがストッパー４２０の頂部に達するまで下向きに押し、これにより約１００μｌに等しい量の所定体積の液体を分配する。これは、バレル４０８の下降分から「サックバック（ｓｕｃｋ  ｂａｃｋ）」（これは、ボールが流れを遮断する前のバレル４０８の上昇行程においてボールを通過して移動した流体の量である）を差し引いた部分の流体の量に等しい。流体は、分配室４１２からボール室４３２内に流れる。ボール室４３２を通過する下向きの流れは、ボール４２６をその最低位置に強制し縁４３４に当てるがこの方向の流れを阻止することはなく、そして計測された量の流体がノズル４３０から噴出される。
【００２２】
バレル４０８がその最低位置に到達したとき、分配円筒後退用空気管路用の弁２４８Ｂを作動させるマイクロコントローラー３６によりキャップ４０２上の下向きの力が解除され、そして圧縮バネ４１８が引き継いでバレル４０８及びキャップ４０２を上向きの方向に強制する。流体は分配室４１２内に吸われ始める。これは「サックバック」として前述された。
【００２３】
ここで、ボール室４３２におけるボール逆止め弁インサート４２４及びボール４２６の相互作用が説明される。ボール４２６はボール室４３２内で自由に動き、このため、これがボール逆止め弁インサート４２４のその着座位置に達するまでは、ノズル４３０からの流体の流れに本質的に抵抗を与えない。分配作業が完了すると、流体の流れがボール４２６を縁４３４に当たるその最低位置に強制する。バレル４０８の上向きの運動が流体を分配室４１２内に戻し始めると、ボール室４３２内の流体の流れがボール４２６をボール逆止め弁インサート４２４に達するまで上方に引っ張り、ボールは分配室４１２に向かう更なる流体の流れを遮断する。しかし、ボール４２６がボール逆止め弁インサート４２４に達するまでは、ノズル４３０からの流体の流れに実質的に抵抗せず、このため、受容室４１０から分配室４１２への流体の流れを生ずるに十分な、ダックビル逆止め弁４１６を横切る圧力差は作らない。
【００２４】
ボール４２６がその最低位置からその最高位置に動いている間にノズルから分配室４１２に向かって流れる（サックバックする）流体の体積は、分配サイクルの終わりにおいて先端の残る懸滴の体積に等しい体積であるように予め選定される。そこで、この滴はノズル４３０内の効果的に吸い戻され、先端に内部メニスカクを形成する。
【００２５】
ボール４６がボール逆止め弁インサート４２４に達すると、ボールはノズル４３０から分配室４１２内への更なる流れを遮断する。これにより直ちにダックビル逆止め弁４１６を横切る圧力差が作られ、流体を受容室４１０から分配室４１２内に流れさせる。分配室４１２において作られた吸引力がボール４２６をボール逆止め弁インサート４２４に対する確りした着座を保ち、ノズル４３０からの更なる流れを防止する。図７Ａ及び７Ｂに示されるように、圧縮ばね４１８がバレル４０８を上向きに押したとき、流体ディスペンサー４００は、別の分配サイクルに対する準備状態にある。圧力差が平衡したときは、液体より僅かに密度の大きい材料から作られたボール４２６は、これが再び縁４３４と接触するまでボール室４３２を通って落下する。
【００２６】
図８Ｂ及び８Ｃを参照すれば、ボール逆止め弁インサート４２４及びボール４２６が外された本発明の別の実施例の流体ディスペンサー４００の下方部分のそれぞれ正面及び側面の断面が示される。ノズル４３０の縁から懸滴を引き込むために、バレル４０８の端部上のピストン４５４はこれに連結された延長片４５６を持つ。この方法で、バレル４０８が上向きに持ち上げられたとき、延長片４５６も同様に上向きに動き、ノズル４３０の縁にある滴を引き込む。特に、図８Ｂは、下方位置にあるバレルを示す。
【００２７】
ピストン４５４の底部に延長片を取り付けるための穴８０６がある。別の実施例においては、ピストン４５４は１個の穴８０６を持つ。Ｏリング８１０が、ピストンに踏まれたとき、延長片ときつく適合し、このためＯリング８１０は延長片と一緒に動く。Ｏリング８１０は（円錐状に形成された）面取り部８０８と同一面上にないため分配室内の流体はＯリング８１０の後ろ側を回って流下しノズル４３０を通って出ることができる。図９Ａ及び９Ｂに示されるように、第２のＯリング８１４がコードシールの代わりをする。
【００２８】
上昇行程において、Ｏリング８１０は、Ｏリング８１０が面取り部８０８に着座するまでピストン４５４に取り付けられた延長片４５４と共に移動する。この方法で、延長片４５４は、ピストン延長部として作用する。面取り部８０８はＯリングインサート８１２内に収容され、ピストンの運動中固定される。Ｏリングインサート８１２はカプラー４２８に連結される。Ｏリング８１０が面取り部８０８内に座った（流れが遮断された）とき、分配室４１２内に真空が生じ、これが、逆止め弁４８２を通して流体を分配室４１２内に分配する圧力差を作る。同様に、上昇行程により流体は延長片４５４と共に移動し、そしてディスペンサーの先端端部の滴は表面張力により流体と共に移動する。従って、懸滴はノズル４３０内に引き込まれる。更に、バレル４０８が上方位置にあるときは、Ｏリング８１０が面取り部８０８内に座っているため、流体は穴８０６を通って移動しない。この実施例においては、ボール及びボール逆止め弁インサートは不要である。
【００２９】
図９Ａ及び９Ｂを参照すれば、それぞれ充填済み流体ディスペンサー及び使用者充填可能な流体ディスペンサー４００の断面分解図が示される。充填済み流体ディスペンサーと使用者充填可能な流体ディスペンサーとの間の差は、（１）図９Ａ及び９Ｂに示されるようなスナップキャップ４０４；（２）使用者充填可能な流体ディスペンサーにおける透明なバレル４０８；及び（３）使用者充填可能な流体ディスペンサーにおける蒸発リング４０５の欠如を含む。充填孔を通して流体を受容器内に充填し、続いてシステムを閉鎖するためにスナップキャップ４０４を使って閉鎖することができる。充填済み流体ディスペンサーについては、スナップキャップ４０４は、充填後、充填孔の上に永久的に取り付けられる。充填孔及びスナップキャップ４０４は、確りした封鎖とするために、図１１に示されるようにルアー取付具設計を使用して適合させられる。使用者充填可能な流体ディスペンサー４００は、活ヒンジ設計及び充填孔とフリップキャップ４０２との間のルアースリップ設計を利用する。キャップ４０６は、前述のようにバレル４０８に超音波溶接される。キャップ４０６は、続いて図１１を参照し説明される通気口４６０も持つ。ダックビル逆止め弁インサート４１４がダックビル逆止め弁４１６を定位置に保持し、かつ流体が分配室４１２から受容室４１０へ、又は受容室４１０から分配室４１２へのいずれにおいても滴ることのないように封鎖を作る。更に、ダックビル逆止め弁インサート４１４は、組み立てを容易にするために、図１２Ｂに示されるようにダックビルを保持する突起、又はニップルを持つ。逆止め弁として働くダックビル逆止め弁４１６が、ダックビル逆止め弁インサート４１４に嵌め込まれる。ダックビル逆止め弁４１６は、０．０４２から０．２１１ｋｇ／ｃｍ２（０．６から３．０ｐｓｉ）の間の高いクラッキング圧力を有する一方向弁である。このクラッキング圧力は受容室４１０内の流体のヘッド圧力より大きいため、これは受容室４１０内の流体を保持するように作用する。また、ダックビルは、バレル４０８の上昇行程の際、受容室４１０から分配室４１２に流体を通過させ、一方、バレル４０８の下降行程中の流体の通過を防ぐ。ダックビル逆止め弁４１６及びダックビル逆止め弁インサート４１４は、図１２Ａに示されるようにバレル４０８の下方部分に座らせられる。
【００３０】
ばね４１８は、バレル４０８の運動に基づいて伸縮する圧縮ばねである。前述のように、ストッパー４２０が、バレル４０８の下降行程を停止させる。ストッパーは、流体ディスペンサー４００の運動中、コードシール４２２を定位置に保持し、ポリプロピレンから作られる。ストッパー４２０は、バレル４０８の運動に基づいて力が変化する圧縮ばね４１８により定位置に保持される。定位置に保持されるストッパー４２０は、一方では、図１２Ｃに示されるようにレッジ（ｌｅｄｇｅ）４２０Ａを介してコードシール４２２をストッパー４２０Ａ上で定位置に保つ。コードシール４２２により、流体ディスペンサー４００は常に閉鎖システムであることが保証され、これにより流体ディスペンサー４００は準備状態を保つ。コードシール４２２は、フッ素ゴムであるヴィトン（商標、ＶｉｔｏｎＴＭ）で作られ、イリノイ州ハノーバー・パークのルツ・セールス（Ｌｕｔｚ  Ｓａｌｅｓ）より部品番号ＱＳ−００８−２７９９で頒布される。ボール逆止め弁インサート４２４は、カプラー４２８とは別の部品であってカプラー４２８の内部に着座し、図１２Ａに示されるように、カプラー４２８の室内の溝により更にレッジ４２８Ａ上に座ることにより定位置に嵌め込まれる。ボール逆止め弁インサート４２４は内側にボールの座４２４Ａを有し、バレル４０８の上昇行程の際、これにボール４２６が組み合う。従来の流体ディスペンサーはボール用のボール逆止め弁インサートとカプラーとを統合する。しかし、これの機能を統合しているカプラーの製造は、１２時、３時、及び６時の位置にある３個のピンを集めなければならずかつボール逆止め弁インサートを歪めてはいけないため困難であった。このため、カプラー４２８からボール逆止め弁インサート４２４を分離することにより処理が単純化される。ボール４２６と組み合うボール逆止め弁インサート４２４の内部空洞４３２は容易に製造することができる。ボール４２６は（ガラスの１種である）ホウケイ酸から作られる。別の実施例においては、ゴムで作られたボール４２６を使うことができる。ある例では、ゴムボールがプラスチック製のボール逆止め弁インサート４２４内によく座ることができる。試薬とゴムボールとの化学的相互作用を提供しない。
【００３１】
流体ディスペンサー４００の組立と充填とは、本発明に基づき簡単である。ダックビル逆止め弁４１６及びダックビル逆止め弁インサート４１４がバレル４０８の下方部分内に置かれる。キャップ４０６がバレルに溶接される、ボール４２６が置かれ、ボール逆止め弁インサート４２４が嵌め込まれ、そしてコードシール４２２がカプラー４２８内に挿入される。ストッパー４２０及びばね４１８がカプラー４２８内に挿入され、そしてカプラー４２８がバレル４０８に嵌め込まれる。バレル４０８が試薬で満たされ、そして流体分配器４００が始動準備状態にされる。ディスペンサー頂部にキャップ４０４が置かれ、ノズルキャップ４５８がカプラー４２８のノズル４３０の出力上に置かれる、
更に、本発明は、容易な製造及び流体ディスペンサー４００における試薬の充填を許す。従来の流体ディスペンサーは、多くの部品の接合及びディスペンサー充填後の超音波溶接を必要とし、このためあるレベルの熟練と訓練とが必要であった。対比して、本発明の流体ディスペンサーは、部品の嵌め込み及びキャップ４０６への通気口の溶接とバレル４０８へのキャップ４０６の超音波溶接しか必要でない。更に、本発明においては、流体ディスペンサー内への試薬の充填が容易である。従来の流体ディスペンサーにおいては、流体ディスペンサーは、ピストン、ピストン案内、キャップ、及びノズルキャップを除いて組み立てられる。受容室が試薬で満たされる。次いで、受容室内にピストンとピストン案内とが置かれ、そしてピストン頂部の上の残りの流体が空にされる。最後に、キャップが超音波溶接され又はバレル４０８の頂部にねじ止めされる。本発明においては、受容室４１０内にピストンが無いため、ピストンの上方の区域を空にする必要がない。代わりに、まず、キャップ４０６がバレル４０８に超音波溶接され、次いで受容室４１０に試薬が加えられる。この方法で、ディスペンサーの充填におけるステップ数が少ない。更に、本発明においては、製造に敏感な幾つかの部品がより小さく、このため製造が容易である。好ましい実施例においては、使用される材料はポリプロピレンである。これらの条件下で、より小さい部品はより高レベルの寸法安定性を持つ。このため、ボール逆止め弁インサート４２４（これは、本発明においては、カプラー４２８から分離した部品である）のような小さい構成部品はより堅実に処理することができる。
【００３２】
図１０Ａ及び１０Ｂを参照すれば、それぞれ充填済み流体ディスペンサー４００及び使用者充填可能な流体ディスペンサー４００の側面図が示される。両形式のディスペンサーは、上述のように、バーコード読み取り機２７６により読み取られるバーコードラベルを持つ。使用者が流体ディスペンサー４００を試薬で満たすことができるように、スナップキャップ４０４はフリップキャップ４０２に置換される。フリップキャップはスナップキャップから二つの方法で変化する：（１）フリップキャップはキャップへの取付具を持つ；そして（２）フリップキャップはフリップキャップ４０２を突っ張って開くためのサムパッドとして作用する突起４０２Ａを持つ。従来の流体ディスペンサーにおいては、注入器を使用待機状態にするために流体ディスペンサーを逆さにする必要があった。使用者は、まず、手作業で移し替え用注入器を満たし、エピンドルフ（ｅｐｉｎｄｏｒｆ）注入器を押し、そしてこの注入器を満たすことを要求される。次いで、使用者は、この注入器をカプラー内に通過させ、そして流体を強制して注入器から受容室と分配室との間の連結部分を通す。次いで、使用者は、流体が少しの気泡もなくノズルから出るまで、カプラーを上下が逆転した状態に保ちつつプランジャーを少なくも６回から８回押さねばならない。本発明においては、フリップキャップを開き、受容室を満たし、そしてフリップキャップを閉じる。使用者は、流体ディスペンサー４００を使用準備状態にするために、図１４Ａに示されるように、流体ディスペンサーの上下を回すことなく典型的な注入器４５９を使用する。注入器は、ニュージャージー州フランクリン・レイクスのビー・デー・コープ（Ｂ−Ｄ  Ｃｏｒｐ．）により製造されたサイズ２０ｃｃ、部品番号ＢＣ３０１０３２とすることができる。注入器４５９は、制限具４５９Ａ及びＯリング４５９Ｂを持つ。制限具４５９Ａは、約０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）の内径を持つ。注入器４５９はカプラー４２８のノズル４３０の内側に置かれ、そして受容室４１０及び分配室４１２から流体を引くために注入器のプランジャーが伸長される。流体ディスペンサー４００を、より早く準備完了状態にするために、バレル４０８は押し下げられ、そして注入器のプランジャーが伸長されると同時に解放される。この方法では、試薬のかなりの損失がある。従来の流体ディスペンサーにおいては、プランジャーの６−８回の圧送が試薬を廃棄する。本発明の流体ディスペンサー４００においては、試薬は注入器４５９内に吸い込まれる。注入器４５９は清浄であるため、その内容物は、試薬のいかなる損失もなしに、フリップキャップ４０２を通って受容室４１０内に戻されここに置かれる。
【００３３】
図１４Ｂを参照すれば、制限具４５９Ａ（及び注入器ラベル７８８）及びカプラーのノズル内で使用するＯリング４５９Ｂを有する注入器４５９の分解図が示される。Ｏリング４５９Ｂは、内部にＶ字形の切り込み部のない制限具４５９Ａの側方に置かれる。側方の下がったＯリング４９５を有する制限具４５９Ａが、図１４Ｂに示されるように保持用固定具７９０内に置かれる。次いで、注入器４５９は、組立のために制限具４５９Ａ上に押される。制限具４５９Ａは、ウイスコンシン州ラシーヌのエアロジック（Ａｉｒｌｏｇｉｃ）製造、部品番号Ｆ−２８１５−０５０（青緑色）で、制限具４５９Ａについては、２５．４ｍｍ（１インチ）のオリフィスを持つ。Ｏリング４５９Ｂは、ケンタッキー州レキシントンのパーカー社（Ｐａｒｋｅｒ  Ｃｏ．）製、部品番号２−００３である。制限具４５９Ａは注入器４５９のノズル内によく適合し、このため注入器４５９は、カプラーに座らせるためのＯリング４５９Ｂを必要としない。流体ディスペンサー４００のカプラー４２８の成型を行う際の有り得る差のため、制限具４５９がカプラー４２８に対してきつく適合するようにＯリング４５９Ｂが使用される。
【００３４】
始動準備状態が良好であるかを検査するために、使用者は、ディスペンサーを上下に振り、ディスペンサーを叩き、次いで空気がボールの座を通過するように円筒部をゆっくりと下げて捕捉されていた空気を追い出す。次いで、使用者はカプラーの右側を挙げて円筒部を解除することができる。ほぼ１滴の廃棄で良好な始動準備状態にすることができる。
【００３５】
図１０Ｃを参照すれば、キャップに隣接して蒸発リング４０５を有する充填済みの流体ディスペンサーの分解図が示される。続いて、通気口、蒸発リング４０５、及びキャップの相互作用が図１１Ａ−Ｈを参照し説明される。バーコード読み取り機２７６により読み取るためにディスペンサー上にバーコードラベル７８６が置かれる。ディスペンサーラベル７８６もディスペンサー上に置かれる。
【００３６】
図１１Ａを参照すれば、流体ディスペンサー４００のキャップ４０６及び通気口４６０の断面図が示される。通気口はキャップの頂部に隣接した要素であり、そして通気区域４６４、通気材料４６６、及び裏当て４６８を備える。通気口４６０は空気が受容室４１０に出入りする（即ち、受容室が「呼吸」する）ことを許すための手段として使用される。通気口４６０は、受容室内が一定圧力であること及び受容室４１０内の圧力が大気圧と平衡することを許す。受容室４１０内の一定圧力を維持するために及び／又は受容室４１０内の圧力を等しくするために通気口を構成する数種の方法がある。好ましい実施例においては、続く図面においてより完全に説明されるように、通気区域は、疎水性材料で構成された通気材料により構成され、１．７７８ｍｍ（０．０７０インチ）である。実験により、開口の寸法のため、受容室内の流体は通気区域を通り蒸発していたことが確認された。蒸発を減らす（即ち、受容室を「呼吸」なしにする）ために、図１０Ｃ及び１１Ａに示されるように、蒸発リング４０５が、スナップキャップ４０４とキャップ４０６との間に形成された隙間に挿入された。この蒸発リング４０５は、通気区域を横切る空気の流量を制限し、これにより受容室からの流体の蒸発量を減らす。
【００３７】
別の実施例においては、通気区域が約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）に減らされ、これにより受容室４１０からの蒸発量を減らす。しかし、減らされた通気区域を有する流体ディスペンサーの製作は、対応して減らされた通気材料の区域のため、より困難である。更に別の実施例においては、通気区域４６４は適宜の区域とすることができる。更に、通気材料をより堅い座料で作り、これにより通気材料を通過する空気の流量を減らしそして通気区域４６４を通る蒸発物の量を減らす。好ましい実施例においては、通気材料はメッシュサイズが１μｍである。０．２５μｍのようにメッシュサイズを減らすと、通気区域４６４を通る蒸発物の量が更に減少する。別の実施例においては、通気区域を適宜の区域とし、通気域にわたりテープが置かれる。テープはピンホールを有し、これにより通気区域を効果的に減らし、蒸発物の量を減らす。
【００３８】
図１１Ａに示されるように、キャップ４０６及びスナップキャップ４０４（又は使用者充填可能な流体ディスペンサー用のフリップキャップ４０２）は、充填穴を封鎖するために互いに組み合うキャップ４０６とスナップキャップ４０４の部分が円錐形であるようなルアー取り付け設計である。スナップキャップ４０４の円錐形部分の下方部分にリング又はリップ４６２があり、これはスナップキャップ４０４を定位置に嵌めるために使用される。この方法で、スナップキャップ４０４はこれが固定するまでキャップ４０６内に押し下げられる。スナップキャップ４０４は湾曲部分４７２を有し、この部分はキャップの湾曲部分と当たりこれによりスナップキャップ４０４をその点で停止させる。スナップキャップ４０４は、キャップ４０６と組み合って通気域に隣接した空気空間４７４を形成する。この空気空間４７４はリングを形成し、このためキャップに対するスナップキャップの方向にかかわらず中空部分は通気域４６４（これは、約１．７７８ｍｍ（０．０７０インチ）又はそれ以下である）に隣接する。更に、スナップキャップ４０４の外径はキャップ４０６の内径より僅かに小さく、このため空気空間４７４に隣接してディスペンサーの外側に小さい空気間隙４７６が形成される。空気空間４７４は通気口４６０から外側雰囲気への経路として働き、同時にディスペンサーの外側と通気口４６０との間のバッファーとして働く。別の実施例においては、空気間隙４７６は、図１１Ｃに示されるように、キャップの側部のノッチに関連して使用することができる。このノッチは、より大量の空気流量が要求されるときに、空気間隙４７６内により多くの空気が入ることを許す。更に、空気間隙４７６をノッチに置き換えて、空気空間４７４内への空気が流れる唯一の経路がノッチを通るようにすることができる。
【００３９】
通気口４６０は疎水性の通気口であり、空気が通気口を通って流れることは許すが、受容室４１０内で捕捉された流体は保持する。通気口は、通気口をキャップに取り付けるための裏当てを有するテフロン材料のようなフィルター材料４６６で構成される。通気開口又は区域４６４は、前述のように、約１．７７８ｍｍ（０．０７０インチ）である。受容室４１０内の圧力は、受容室４１０内の試薬の量が変化しても一定であり、空気は受容室４１０内に流れることができる。更に、ある種の試薬は気体の副産物を作る（ガス放出と呼ばれる）。試薬がガス放出した場合は、疎水性の通気口４６０はガスが通気口４６０を通過することを許し、これにより受容室４１０内における圧力上昇を避けている。この方法で、受容室４１０内の流体に圧力を加えるためにピストンを必要とする従来の流体ディスペンサーを不要とすることができる。従来設計のピストンは幾つかの欠点を持つ。第１に、（プロテインのような）ある種の試薬は受容室に粘り着くことがあり、このためピストンが受容室内に流体と共に動くことを妨げる。加えて、ピストンとバレルとの間の相互作用は潤滑剤に関係する。ある種の試薬は部分的に界面活性剤よりなり、そして界面活性剤はピストンとバレルとの間の潤滑を妨げる。いずれの効果も流体ディスペンサーの性能に干渉し、流体の不調和な分配を与える。更に、ガス放出がピストンと相互作用して受容室４１０からの流出を増加させるか又はピストンと受容室４１０の主要部分との間に圧縮性気泡を作る。
【００４０】
また、ある種の試薬はコードシール２２と相互作用してコードシール４２２を破損させる。この相互作用を最小にするために、コードシール４２２はフッ素で被覆される。フッ素はコードシール４２２の外層と反応し、これによりある種の試薬との反応を止めさせる。
【００４１】
加えて、図１０Ｃ及び１１Ａに示されるように、空気空間４７４の内側に蒸発リング４０５がある。蒸発リング４０５は、ホワイトマーク（Ｗｈｉｔｅｍａｒｋ）製造の低密度ポリプロピレン材料（販売者部品番号１０５０６０）より作られ、厚さ３．１７５ｍｍ（１／９インチ）である。前述のように、リングは障壁として作用し、空気が通気口を通過することをより困難にする。この方法で、リングは（空気の）抵抗体として作用し、これにより蒸発量を減らすと同時に受容室４１０の呼吸を許す。リングは独立気泡発泡体であり、かつ本来安価である。リングは、空気が通気区域４６４を横切ることを禁止するように作用する適宜の材料又は発泡材料で構成することができる。流体ディスペンサーの製造中、リングはキャップ４０６とスナップキャップ４０４との間に差し込まれる。リングは通気区域４６４に当たり、これにより通気区域４６４を横切る空気の流れを禁止する。更に、発泡体より構成されたリングは空気部分４７４を満たすように圧縮される。
【００４２】
図１１Ａを参照すれば、キャップ４０６の内側上方部分に突起４７０があり、これは通気用材料の部品を整列させるために使用される。このため、通気口４６０は、キャップ４０６の上方部分の頂部に中心が置かれる。図１１Ｂを参照すれば、通気口４６０を下から見た図が示される。通気口４６０は、通気口４６０用のプラットフォーム４６８を備え、これは星形に設計され、通気口４６０を平坦に保持する。空気が通気口４６０を通過しているとき、特にガス放出の際は、通気口４６０は撓む傾向を有し、これが通気口のテフロンを破壊する可能性がある。通気口４６０の撓みを最小にするために、プラットフォーム４６８が通気口に隣接する。このため、通気口の表面積は比較的大きくし得るが、ガス放出中、通気口４６０を安定させるための格子を持つ。プラットフォーム４６６は、成型が容易であるために星形とされるが、プラットフォームの形状は通気口を支持し又は安定化させる適宜の形とするこができる。
【００４３】
別の実施例においては、図１１Ｃに示されるように、通気口は、受容室４１０に空気が出入することを許す別の手段として２方向弁４７８又は２方向ダックビル（或いは２個の弁又は２個のダックビル）に代えることができる。２方向弁４７８は、２方向弁４７８を配置するために２方向弁インサート４８０を持つ。２方向弁４７８は疎水性の層も有し、この層は、空気が２方向弁４７８を通過することを許すと同時に受容室４１０内部に捕捉された流体を保持する。一つの方向（空気が受容室４１０の流入する方向）においては、２方向弁４７８は、流体が分配されるときの受容室４１０内の圧力を平衡させるために、低いクラックキング圧力を持つ。第２の方向（空気が受容室４１０から流出する方向）においては、２方向ダックビル４７８は、ガス放出による圧力を緩和するために高いクラッキング圧力を持つ。２方向ダックビル４７８は空気が通過して流れることを許すと同時に受容室４１０内部に捕捉された流体を保持する。従って、２方向ダックビル４７８は、受容室４１０への空気の出入を許しかつ圧力の平衡化を許す。特に、２方向ダックビル４７８は、２個の１方向ダックビルと比較して制御の観点から精巧なものでなくてよい。
【００４４】
２方向ダックビル４７８は、より精巧なものが要求されるときは、図１１Ｄに示されるように２個の１方向ダックビルで置き換えることができる。更に、バレルの底部の別の１方向ダックビルと共に２個の１方向ダックビルを統合したときは、システムは３個のダックビルのシステムとなる。この構成においては、大気に解放するダックビルは小さいクラッキング圧力を有し、受容室への空気の流入を許すダックビルは高いクラッキング圧力を有し、そしてバレル４１６下部のダックビルは中間のクラッキング圧力を持つ。受容器内の圧力上昇がクラッキング圧力の低いダックビルにより軽減されるように、バレル内のダックビル逆止め弁４１６は、空気を大気に解放するダックビルより高いクラッキング圧力のものとすべきである。
【００４５】
前述のように、受容室４１０からの流体の流出により生ずる圧力差が流体の分配を困難にする。更に、ある場合には、ガス放出は流体ディスペンサー４００の作動を妨げない。このため、通気口４６０は、１方向弁又はダックビル弁インサート４８４を有するダックビル４８２（オハイオ州イエロウスプリングスのバーニィ（Ｖｅｒｎａｙ）製、部品番号ＶＬ−８５７−１０１）で置き換えることができる。（空気が受容室４１０に流入する）一つの方向においては、１方向ダックビル４８２は、受容室４１０からの流体の流出による圧力を軽減するために低いクラッキング圧力を持つ。この実施例においては、空気は受
容室内にのみ流れるため、通気口材料は不必要である。
【００４６】
更なる実施例においては、図１１Ｅに示されるように通気開口４６４は、（図１１Ａに示されたような約１．７７８ｍｍ（０．０７０インチ）から）約０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）に減らすことができる。充填済み流体ディスペンサー用のスナップキャップ４０４、又は使用者充填可能な流体ディスペンサー用のフリップキャップ４０２は、スナップキャップ４０４又はフリップキャップ４０２がキャップ４０６と組み合う場所にシール４８８を備えるように変更することもできる。この変更された実施例は、スナップキャップ４０４（又はリップキャップ４０２）とキャップ４０６との間の間隙４７６を持たず、代わりにシール４８８を備える。空気の流れが受容室４１０に出入するために、スナップキャップ４０４とキャップ４０６との間に形成された空気領域４７４に隣接してスナップキャップ４０４の頂部に、ピンホール又は第２の通気口のような開口がある。
【００４７】
一実施例においては、通気は機械式の弁の使用により達成することができる。一態様においては、機械式の弁は、少なくも２個の部品、強制用部材及びステムを備える。強制用部材はステムに連結され又は取り付けられる。別の実施例においては、強制用部材とステムとが一体に形成される。強制用部材及びステムは、同じ材料から作ることができ、或いは強制用部材とステムとは別の材料から作ることができる。
【００４８】
一実施例においては、機械式の弁は、一つの位置においては流体ディスペンサーの穴を封鎖し、別の位置においては穴を封鎖しないように作動する。一実施例においては、運転中、弁の強制用部材が、外部の機械的な力なしにステムを強制して、ステムの少なくも一部分が流体ディスペンサーの穴を封鎖するようにさせる。強制用部材の少なくも一部分に機械的な力を加えることにより、強制油部材に連結され又はこれと一体化されたステムが動き、これにより流体ディスペンサーの穴の封鎖を解除する。続いて、強制用部材は、ステムが穴を封鎖しないように外力なしで再びステムを強制する。強制用部材の少なくも一部分に機械的な力を加えることによりステムを動かし、このためステムの少なくも一部分が流体ディスペンサーの穴を封鎖する。別の実施例においては、強制用部材は、機械的な力を加えることにより穴の少なくも一部分の封鎖を解除するように、外部の機械的な力なしで流体ディスペンサーの穴を封鎖する。
【００４９】
弾性的な機械式の弁（及び一実施例においてはアンブレラ弁）を使用して流体ディスペンサーの受容室を封鎖することができる。しかし、アンブレラ弁を使用する実施例においては、アンブレラ弁は、本技術熟練者に知られるような通常の方法では使用されない。アンブレラ弁は、通常は、一方向においては流れに対して封鎖し、他の方向においては圧力により解放される圧力作動式の逆止め弁として使用される。アンブレラ弁の正常な使用方法においては、アンブレラの外側フランジが、撓んだアンブレラのばね力により平坦な封鎖面に押し付けられる。アンブレラ弁の上の流体圧力は、フランジをその組み合っている座を更に封鎖しようとするだけである。弁は、アンブレラをその組み合っている面から離すように押す下側の圧力により開かれ、流体はフランジとその組み合っている封鎖面との間を通過することができる。
【００５０】
本発明の一態様は、ステム上の張出し部分を、ステムが通過する穴の端部の鋭いコーナーに押し付けて封鎖点として使用することにより圧力作動式の弁の代わりにアンブレラ弁とは別に機械式の弁を作る。フランジは、その組み合い面にスロットを付加することにより封鎖しない。張出しをその座に対して押し付けて封鎖する円板バネとしてフランジ付きのヘッドが使用される。これは、アンブレラの中心がディスペンサーアクチュエーターにより下向きに撓ませられたときに開かれる。アクチュエーターの中心の下向きの運動又はその一部分がステム及びその張出し部分を下向きに押し、封鎖区域を開き、これにより弁を開いて受容器を通気させる。機械式通気口が故障した場合も液体が漏れ出すことを防ぐ追加の安全性を提供するために撥油性（ｏｌｉｏｐｈｏｂｉｃ）の通気口を加えることができる。
【００５１】
これは、流体ディスペンサー内の圧力を変更する方法及び装置を提供する。これは、更に、流体ディスペンサーの受容室内における真空の形成を防ぎ、同時にディスペンサー内に収容された流体を押し出すことができ、更に同時に送出サイクル中のガス放出による受容器内の圧力上昇を防ぐ方法及び装置を提供する。更に、この方法及び装置は、流体ディスペンサーの機械式の弁の下方に置くことのできるインサート通気口を通り受容器から流体が出ることを防止できる。加えて、この方法及び装置は、蒸発した試薬が受容室から出ることを防ぐことができる。最後に、従来使用されていた通気口と周囲との間の回り道又は発泡体の使用を無くすことができる。
【００５２】
図１１Ｆを参照すれば、本発明の一実施例により作動するように配列された弁１０００の組立体が示される。弁は、図１１Ｆに示されたようなアンブレラ形又は機械式弁の作動と矛盾しないその他の種々の適宜の形式のような種々の形式を採ることができる。機械式弁の作動と矛盾しないその他の形式には、限定するものではないが、ばね機構、又は弾性体機構が含まれる。弁１０００は、一体品又は一連の部品のいずれかである２部分のあるステムを持つことができる。ステムの上方部分１００２は弁１０００のヘッド１００８に連結される。ヘッド１００８は図１１Ｆに示されるようなフランジ付きヘッドとすることができる。別の形式は平面又は非円形のヘッドを備えることができる。
【００５３】
ステムの上方部分１００２は、張出し１００６によりステムの下方部分１００４と連結される。ステムの下方部分１００４は、張出し１００６の下方に伸びる。ステムの上方部分１００２及びステムの下方部分１００４は、同じ寸法、形状、又は長さでなくてもよい。好ましい実施例においては、弁１０００のステムの上方部分１００２及び下方部分１００４の少なくも一部分が円筒形である。弁１０００は、各構成要素が相互連結された弾性材料で全部が作られる。別の実施例においては、張出し１００６又はヘッド１００８の少なくも一方が弾性材料で構成される。
【００５４】
一実施例においては、弁１０００のヘッド１００８は、ばねとして作用することができる。ヘッド１００８は、弁１０００のステムに力を加える目的で撓みそして復元することができる。ヘッド１００８は曲面で構成することができる。別の実施例においては、ヘッド１００８はアンブレラ形にすることができる。ヘッド１００８の下側は、ヘッド１００の撓みを許すために開口空間より構成することができる。ステム１００２の上端でヘッド１００８の下側に環状部分１００９が伸び、これはヘッド１０００の動きに対するストッパーとして作用する。ヘッド１００８は、ヘッド１００８の上を下向きに押すことにより撓ませることができる。好ましい実施例においては、ヘッド１００８はヘッド１００８の中央部分を下に押すことにより撓ませることができる。更に、ヘッド１００８は、ヘッドの一番上の部分を下に押すことにより撓ませるることができる。本技術熟練者は、ヘッド１００８の適宜の部分に力を加えることにより、ヘッド１００８を押し下げ得ることを認めるであろう。ヘッド１００８の下側の外周部分１０１０は、面と接触するために実質的に平らである。
【００５５】
弁１０００の張出し１００６は球状のものとすることができる。その他の形は、長円形又は楕円形を含むことができる。一実施例においては、張出し１００６、ステムの上方部分１００２、及びステムの下方部分１００４は、一体品とすることができる。別の実施例においては、張出し１００６は、ステムの上方部分１００２及び下方部分１００４に連結された弁１０００の別の部品とすることができる。一実施例においては、張出し１００６は、ステムの上方部分１００２より大きい直径を持つことができる。別の実施例においては、張出し１００６は、ステムの下方部分１００４より大きい直径を持つことができる。
ステムの下方部分１００４の少なくも一部分は、張出し１００６から離れるに従って小さくなる直径を持つことができる。これは、ステムの下方部分１００４の少なくも一部分が円錐状の形を持つため弁１０００を穴の中又は小さい区域の中に容易に位置決めすることを許す。
【００５６】
図１１Ｇを参照すれば、本発明の一実施例により作動するように配列された流体ディスペンサーのキヤップ２０００が示される。キヤップ２０００は流体ディスペンサーの頂部又は側面に取り付けることができる。キヤップ２０００はキヤップ２０００を流体ディスペンサーと封鎖し得る封鎖面２０１６を持つことができる。キヤップはプラスチック材料又は別の固体材料から構成することができる。封鎖面２０１６はリッジ２０１７を有し、これは流体ディスペンサー内にきつく適合する。キヤップ２０００には穴２００４がある。穴２００４はキヤップ２０００上に適宜の位置に置くことができる。好ましい実施例においては、穴２００４はキヤップ２０００の中心に置かれる。穴２００４の底部のコーナー２０１０は、好ましくは小さい半径（例えば、０．０５１ｍｍ（０．００２インチ）を有し、このため底部のコーナー２０１０は鋭い。
【００５７】
キヤップ２０００は、弁１０００のヘッド１００８と適合する面２００２を持つ。面２００２は、前述のように内部に変形させられる機械式弁１０００のヘッド１００８のための領域を提供するために、穴２００４より僅かに高くすることができる。面２００２は、弁１０００のヘッド１００８の下をガス及び／又は蒸気が常に通過できるように、表面２００２を通る空気用の切取り２００８、割れ目、又は通路のような切取りを持つ。この切取りは空気用の割れ目又はトレンチとして作用する。更に、切取りは、空気が通過するに十分な適宜の形状及び適宜の大きさのものでよい。切取りは、弁１０００がキヤップ２０００内に挿入された場合も常に空気が通過し得るように位置決めされる。弁１０００が押し下げられ又は開口したとき、空気は穴２００４を通り、続いて割れ目又は切取りを通るだけである。
【００５８】
小さい保護リッジ２００６が面２００２及び弁１０００のヘッド１００８を囲む。保護リッジ２００６はキヤップ２０００の面２００２より高くされる。保護リッジ２００６は、置かれる弁１０００のヘッド１００８のための外周を提供する。保護リッジ２００６は弁設置用の安全なハウジブを提供するために弁１０００の外側の縁１００５の厚さに等しい量だけ高くされる。切取り２００８は空気の通過を許すように保護リッジ２００６を通過することができる。
【００５９】
後で説明されるであろうように、内側の丸い壁２０１２及び外側の丸い壁２０１４がインサート通気口４０００に適合する。内側丸壁２０１２及び外側丸壁２０１４はキヤップ２０００の穴２００４の下方に伸びる。内側丸壁２０１２及び外側丸壁２０１４は薄く、かつインサート通気口４０００のハウジブの厚さと実質的に等しい距離だけ離される。外側丸壁２０１２は、キヤップ２０００の保護リッジ２００６の下方に直接伸びる。内側丸壁２０１２及び外側丸壁２０１４は、機械式弁１０００のステムの長さと実質的に等しい高さを持つ。外側丸壁２０１４及び内側丸壁２０１２は、流体ディスペンサーのキヤップ２０００と同じ材料から作ることができる。或いは、外側丸壁２０１４及び内側丸壁２０１２は、キヤップ２０００と異なる材料から作ることができる。
【００６０】
一実施例においては、キヤップ２０００は、キヤップ２０００の各側に固定用部材２０１８を備える。好ましい実施例においては、キヤップ２０００に２個の固定用部材２０１８が置かれるが、適宜の希望数の固定用部材２０１８を置き得ることを本技術熟練者は認めるであろう。固定用部材２０１８は、互いに直接交差するように置くことができる。固定用部材２０１８は、キヤップ２０００を流体ディスペンサーの定位置に保持することができる。固定用部材２０１８は、キヤップ２０００を流体ディスペンサー内に滑り込ませそして定位置に嵌め込むが滑り出ないような形状にすることができる。固定用部材２０１８は、キヤップ２０００を流体ディスペンサー内に滑り込ませることができるように平滑な表面を持つ。固定用部材２０１８は流体ディスペンサー内へのキヤップ２０００の定置の際にディスペンサーのリッジ上に固定することができる。
【００６１】
図１１Ｈを参照すれば、本発明の一実施例により作動するように配列されたキヤップ２０００が弁１０００と共に示される。弁１０００のステムの張出し１００６は、穴２００４の底部のコーナー２０１０と適合する。張出し１００６は穴２００４の底部のコーナー２０１０に押し付けられ、弁１０００のヘッド１００８のばね力により穴２００４に対する封鎖を形成する。弁１０００のヘッド１００８からの力は、ステムの上方部分１００２により張出し１００６に伝達される。ステムの上方部分１００２はキヤップ２０００の穴２００４を通過する。穴２００４はステムの直径よりも僅かに大きく、このため、張出し１００６が穴２００４に押し付けられ封鎖しなければ蒸気又はガスは穴２００４を通過することができる。張出し１００６は穴２００４より僅かに大きく、従って張出し１００６は穴２００４の底部のコーナーに封鎖することができる。
【００６２】
一実施例においては、張出し１００６が穴２００４の底部のコーナー２０１０に押し付けられると、張出し１００６は、ガス、蒸気及び／又は液体が流体ディスペンサーの受容室から出ることを防止するシールを形成する。張出し１００６はキャップ２０００の穴２００４を封鎖するために使用されるヘッド１００８にような強制用部材により強制される。張出し１００６は、張出し１００６が穴２００４の底部のコーナー２０１０に対して押し付けられると圧縮された状態になる。これは、張出し１００６が弾性材料から構成されているために生ずる。受容室内の圧力が周囲大気より高い場合は、この圧力が張出し１００６を前よりも更にきつく封鎖させる。図１１Ｈに示されるように、流体ディスペンサーへのキャップ２０００の封鎖を支援するために、Ｏリング３０００が設けられる。Ｏリング３０００は、キャップ２０００を流体ディスペンサー内にきつく適合できるように弾性材料より構成することができる。Ｏリング３０００はキャップ２０００を流体ディスペンサー内に挿入する際に圧縮される。
【００６３】
図１１Ｈに示されるように、インサート通気口４０００は、これを弁１０００の下方に置くことができる。インサート通気口４０００のハウジングは内側丸壁２０１２と外側丸壁２０１４との間に適合する。特に、インサート通気口４０００のハウジングは、内側丸壁２０１２と外側丸壁２０１４との間を摺動でき、そして空気、蒸気、又は液体が通気口を通過しないように気密に適合する。インサート通気口４０００は、流体ディスペンサー用のキャップ２０００の形状と一致する適宜の形状、好ましくは円形とすることができる。インサート通気口４０００は、弁１０００の下方でかつインサート通気口４０００と弁１０００との間の開口空間を許すに十分な大きな距離に置かれる。インサート通気口４０００は、追加の安全策としてインサート通気口４０００の中心に撥油性の通気口４００４を備えることもできる。
【００６４】
図１１Ｉを参照すれば、本発明の一実施例によるインサート通気口４０００が示される。流体ディスペンサーのキャップ２０００における使用に適していると見いだされたインサート通気口の例は、ダブリュー・エル・ゴア・アンド・アソシエーツにより作られ販売されたモデル番号Ｄ１０である。ただし、本技術熟練者は、同様な特性を有するいかなるインサート通気口も適していることを認めるであろう。インサート通気口４０００は、一方の端部に取り付けられた撥油性の通気口４００４を持つことができる。撥油性の通気口４００４は、液体が通過することを許さない。撥油性の通気口４００４は、インサート通気口４０００のハウジングの一方の端部に置くことができる。インサート通気口４０００は、図１１Ｈに示されるように、キャップ２０００の内側丸壁２０１２及び外側丸壁２０１４に適合する。内側丸壁２０１２及び外側丸壁２０１４は、インサート通気口４０００がキャップ２０００内にきつく適合することを許す。インサート通気口４０００は、流体ディスペンサーの通気に対する更なる安全具として、又は流体ディスペンサーのキャップ２０００のための追加の液体障壁として作用することができる。インサート通気口４０００は流体ディスペンサーの受容室内の圧力を変更するために空気が通過することは許すが、インサート通気口４０００は液体の通過は許さず、これにより液体障壁を作る。
【００６５】
図１１Ｊを参照すれば、本発明の一実施例に従って作動するように配列されたキャップ２０００内に挿入された弁１０００の側面図が示される。流体ディスペンサーの頂部５０００は流体ディスペンサーに関して水平方向に位置決めされる。別の実施例においては、キャップ２０００は流体ディスペンサーに関して垂直方向に置くことができる。保護リッジ２００６を有する面２００２に弁１０００の下の１個の切取り２００８が示される。好ましい実施例においては、流体ディスペンサーの受容器に通気する空気用の流路として４個の切取りが設けられる。切取りは面２００２に周りに等間隔に置かれる。インサート通気口４０００は、キャップ２０００の内側丸壁２０１２と外側丸壁２０１４との間に挿入される。インサート通気口４０００の一方の端部に置かれた疎油性通気口４００４が示される。疎油性通気口４００４は、インサート通気口４０００の外側及び内側のハウジング間に挿入された薄膜とすることができる。
【００６６】
図１１Ｊに示されるように、弁１０００は、キャップ２０００の面２００２との適合を提供するためにキャップ２０００内に適合される。キャップ２０００の内側丸壁２０１２の内側の空間５００２は、示されるように空気の通過を許すように開口される。インサート通気口４０００は、弁１０００に接触しないような距離において弁１０００の下方に位置決めされる。インサート通気口４０００の疎油性通気口４００４と弁１０００との間に、押し下げ用の空間又は小距離がある。疎油性通気口４００４とステム１００４の下方部分との間の利用可能な小距離は、張出し１００６が空気の機械式弁１０００の通過を許すために実質的に張出し１００６を動かすことのできる大きさの距離である。
【００６７】
流体ディスペンサー内の流体は、バレルの運動により分配される。バレルの一例が図７Ａに示される。図１１Ｋを参照すれば、流体ディスペンサーは、流体ディスペンサーのバレル上に下向きの力を加え得るプランジャー６０００又はその他の手段により機械内に位置決めされる。バレルを押すと、プランジャー６０００が流体ディスペンサーのキャップ２０００と接触する。そこで、機械のプランジャー６０００が図１１Ｋに示されるように弁１０００を機械式に開く。機械のプランジャー６０００が流体ディスペンサーと接触すると、プランジャー６０００は、まずキャップ２０００内に挿入された弁１０００のヘッド１００８の頂部と接触する。ヘッド１００８の適宜の部分を接触させることができる。一実施例においては、プランジャー６０００は弁１０００のヘッド１００８の中心と接触し、ヘッド１００８に機械的な力を加える。ヘッド１００８に直角な方向の機械的な力がヘッドを下向きの押し下げる。弁１０００のヘッド１００８が押し下げられると、これが、図１１Ｋに示されるように，ステム及びこれに組み合わせられた張出し１００６を動かす。ヘッド１００８の頂部が保護リッジ２００６と同一面になるまで下向きに動かされ、そこでプランジャー６０００が保護リッジ２００６と接触する。
【００６８】
一実施例においては、弁１０００のヘッド１００８は、ヘッド１００８が弾性材料で作られるため、下方に撓むことができる。ヘッド１００８は、プランジャー６０００が保護リッジ２００６に当たるまで下方に撓むことができる。ヘッド１００８の環状部分１００９と面２００２との接触は、弁１０００の下の空気の通過を妨げない。弁１０００のヘッド１００８は、キャップ２０００の面２００２の頂部に置かれるので、空気は切取りを通って弁１０００の下を通過することができる。面２００２上の切取りが弁１０００の下の空気の通過を許す。弁１０００が機械的に開かれると弁１０００は面２００２と接触するが、面２００２内に切取りが作られ、空気は弁１０００の下を通過することができる。
【００６９】
ヘッド１００８が撓むとヘッド１００８が弁１０００のステム部分に力を加える。弁１０００の上方部分１００２は、平面１００８からの力を張出し１００６上に伝え、これが張出し１００６を穴２００４から外すことができる。張出し１００６が穴２００４から外れると、弁１０００は図１１Ｋに示されるように開くであろう。穴２００４は弁１０００のステムより直径が小さいものであるため、ステムの上方部分１００２と穴２００４の外側区域との間に空間がある。空気はステムの上方部分１００２と穴２００４の外側区域との間の空間６００４を通過し続いて切取りを通過できるため、受容器内の圧力は周囲の雰囲気と平衡することができる。
【００７０】
キャップ２０００の面２００２上の切取りのため、張出し１００６が穴２００４から動かされたときの外部大気と受容室内のとの間に空気の自由流通のための通路ができる。空気は、受容室内と受容室外との間の圧力差のため、弁１０００の下側の切取りを通過する。空気は、圧力の高い領域から圧力の低い領域に動くであろう。一実施例においては、流体ディスペンサー内の圧力は流体ディスペンサーの外側の圧力より高い。別の実施例においては、流体ディスペンサー内の圧力は流体ディスペンサーの外側の圧力より低い。空気は、流体ディスペンサーの内側の圧力が流体ディスペンサーの外側の圧力と等しくなるまで流体ディスペンサーから通過する。
【００７１】
プランジャー６０００が弁１０００のヘッド１００８の頂部から外されると、空気が弁１０００の下を通過することを許さないように穴２００４に対する張出し１００６の封鎖が再び形成される。プランジャー６０００が機械により外されると、ヘッド１００８は撓みがなくなり、ヘッド１００８は、弁１０００のヘッド１００８のばねに蓄えられた圧縮エネルギーによりゆっくりと元に戻り、そして弁１０００のステムの上方部分１００２及び下方部分１００４を短い距離だけ引き上げる。ステムが上方に動かされると、張出し１００６も同じく上方に動く。張出し１００６はキャップ２０００の穴２００４に押し付けられ気密のシールを形成する。ステムが上に動くとステムの一部分が圧縮された状態になる。更に、張出し１００６が穴２００４に押し付けられ、張出し１００６が同じく圧縮され、気密のシールが形成される。
【００７２】
弾性ばね１０００の使用により流体ディスペンサーの受容器を封鎖することができる。一実施例においては、弁に対する要求は弁が二つの目的の通気口を有することである。第１の目的は流体が排出されるときに真空が形成されることを防ぐために受容器内への空気の流入を許すことである。通気口の第２の目的は、受容器内の上昇する可能性のある内部圧力を、最初の分配以前に、大気圧と平衡することを許すことである。内圧は、それ自体では大きな問題ではない。しかし、内圧は、ディスペンサーを作動させたとき、この圧力が大量過ぎる液体を排出させるであろうため許容できない。弁１０００は流体ディスペンサーを通気するに十分な方法を提供する。
【００７３】
図１２Ａを参照すれば、流体ディスペンサー４００のバレル４０８の下方部分、ダックビル逆止め弁４１６、ダックビル逆止め弁インサート４１４、コードシール４２２、ボール４２６、ボール逆止め弁インサート４２４、及びカプラー４２８の断面図が示される。バレル４０８は突起４０８Ａを有し、これは、上昇行程の際のバレル４０８の位置を維持するためにカプラーと組み合う。さもなければ、ばねがバレル４０８を高く押し過ぎた場合に、コードシール４２２により提供される気密を破損し、これにより空気経路が作られ流体ディスペンサー４００の使用待機状態が失われることがある。バレル４０８は、降下行程の際にストッパー４２０と組み合うフランジ４０８Ｂも持つ。バレル４０８は、ダックビル逆止め弁インサート４１４を挿入するポケット４０８Ｃも持つ。このポケットは、バレル４０８の底部のダックビル逆止め弁４１６又はダックビル逆止め弁インサート４１４との相互作用点に渦巻きが形成されないように漏斗として作用し、これにより廃棄を最小化する。バレル４０８は、その下方部分にピストン４５４を有し、これにより、ディスペンサー４００内の液体が排出される。図１２Ａの下方部分に、カプラー４２８のノズル４３０と組み合うノズル先端４５８がある。流体を気密に封鎖するためにルアー取付具デザインを使用してノズルキャップ４５４とノズル４３０とが適合させられる。図１２Ｂを参照すれば、流体ディスペンサーのバレル下方部分、ダックビル逆止め弁、及びダックビル逆止め弁インサートの断面図が示される。図１２Ｃを参照すれば、流体ディスペンサーのコードシールの断面が示される。
【００７４】
図１２Ａは、カプラー４２８の断面も示す。カプラー４２８は、ボール逆止め弁インサート４２４が嵌まり込む溝４２８Ｂを持つ。溝４２８Ｂは、ボール逆止め弁インサート４２４の壁及びカプラーの壁を通る流体の下向きの漏洩又は空気の上向きの漏洩を防ぐように作用する。カプラー４２８は突起４２８Ｃも有し、これはディスペンサーと試薬トレイ１０との整列を確保する。例えば、ディスペンサーが整列していない場合は、ディスペンサーシリンダーはディスペンサーと正しく組み合うことができない。カプラーは安定用隆起４２８Ｄも有し、これは流体ディスペンサーの前後の揺れを減らす。
【００７５】
更に、図１３Ａに示された別の実施例においては、図７Ａ−ＡＣと同様に、下端がピストン４５４として作動する下方部分を有するバレル４０８が示される。ピストン区域内のバレルの下方部分のピストン４５４の底部の貫通穴の代わりに、Ｏリング４５２と接触するピストン４５４の側面に穴４５０がある。この方法では、バレル４０８が下向きに押されたとき、穴４５０が露出し受容室から流体を分配する。バレルが上方位置に戻るとき、圧力差は、ダックビル逆止め弁４８２が開きそして分配室４１２を流体で充填させるような圧力差である。バレルの上昇行程においては大きい圧力差はないので、図１３Ａにおけるダックビル逆止め弁４８２はクラッキング圧力の低いダックビル逆止め弁である。更に、バレルが高い位置にあるときは、ピストンの端部４５４ＡはＯリング４５２により閉鎖され、これにより穴４５０を除くバレル４０８の底部を封鎖する。
【００７６】
図１３Ｂに示された別の実施例を参照すれば、図１３Ａと同様に、下端がピストン４５４として作用する下方部分を有するバレル４０８が示される。ピストン４５４Ａの下端の穴４５０を覆うためにＯリング４５２を置く代わりに図９Ａ及び９Ｂにおいて使用されたコードシールと同様なコードシール４２２が使用される。
【００７７】
流体ディスペンサーの更に別の実施例が図１３Ｃ−１３Ｈに示される。図１３Ｃ−１３Ｉに示されたディスペンサーは、限定するのもではないが図１３Ｈに詳細に示されるプラグ４９８、及び図１３Ｊに示される行程終端のシール（ＥＳＳ）４９９を含む幾つかの新規な特徴を備える。これら２種のディスペンサー部材は、受容器からの流体の漏洩を防ぐため及び受容器（及び液体のヘッドプレッシャ）が空になったときに一様な体積の流体を分配することを保証するために、一緒に及び隣接のディスペンサー部材とともに作動する。分配室４１２内の圧力流体が受容器４１０に入ることを防ぐ止めにダックビル４１６及びダックビル逆止め弁インサート４１４を使用する圧送システムについて、並びに底部のボール逆止め弁４２６及びその組み合っているハウジング／シート４２４についての上の図１２Ａ−１２Ｂ及び図１３Ａ−１３Ｂの説明が、図１２Ａ−１２Ｄ及び図１３Ａ−１３Ｂに示されたディスペンサーのその他の特徴と共に図１３−１３ｌのディスペンサーに等しく適用される。
【００７８】
プラグ４９８は四つの異なった機能を実行することができる：（１）バレル／ピストン（４０８／４５４）が一番上の位置にあるとき、プラグ４９８はコードシール４２２の低い内側ローブ４２３とのシールを提供する；（２）プラグ４９８は、受容室４１０からピストン４５４Ａの内部に至る流路を提供する；（３）コードシール４２２内へのプラグ４９８の上昇運動がノズル４３０の下端における懸滴の吸い込みを提供する；そして（４）バレル／ピストン（４０８／４５４）が一番下の位置にあるとき、プラグ４９８の底面がＥＳＳ４９９の頂部と接触してポンプ室からの流れの抽出を防ぎまたノズル４３０からのすべての流出を停止させる。
【００７９】
好ましい実施例においては、図１３Ｂに示されるようにバレル４０８のピストン４５４部分の穴４５０が、図１３Ｄ、１３Ｅ及び１３Ｈに示されるようにプラグのショルダー４８９Ｄとピストン４５４の下端との間に置かれた半径方向の流路４９８Ａにより置き換えられる。半径方向流路４９８Ａは、プラグ４９８のショルダー４９８Ｄ上に成型された半径方向のリッジ４９８Ｅの頂部と接触しているピストン４５４の下端により形成される。この好ましい実施例においては、半径方向のリッジ４９８Ｅの数は５個であり、その高さは０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）である。そこで、半径方向通路４９８Ｆも０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）の高さである。半径方向流路４９８Ａは対応する軸方向流路４９８Ｆに連結され、この軸方向流路は、プラグ４９８の中央ステム４９８Ｂの外部に成型された軸方向リッジ４９８Ｃにより形成される。好ましい実施例においては、中央ステム４９８Ｂは約２．２８６ｍｍ（０．０９０インチ）の直径を有し、そして、軸方向リッジ４９８Ｃの外径は、ピストン４５４の内径４５４Ａとちょうど圧力嵌めを形成する大きさである。この嵌め合いは、ピストン４５４からプラグ４９８を引き抜きコードシール４２２の内径（ＩＤ）をこすることのよる摩擦を防止するには十分であるが、ピストン４５４の外径（ＯＤ）を歪ませるほど大きくないようにすべきである。好ましい実施例においては、直径方向の締めしろは約０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）である。軸方向リッジ４９８Ｃの数は重要でなく、リッジの数が少なくなるとより大きい流れの区域を提供するがピストン４５４がより歪む。好ましい実施例においては、これら二つの効果を勘案して５個の軸方向リッジ４９８が選定される。
【００８０】
プラグ４９８のショルダー４９８Ｄの外径は、ピストン４５４の外径と本質的に同じである。半径方向流路４９８Ａは、ピストンの行程の最上部において、半径方向流路４９８Ａがコードシール４２２の中心と一致し、これにより、分配室４１２及びノズル４３０を含んだ下の体積から受容室４１０を含んだ上の体積を確実に封鎖し、更にディスペンサーの外側への流体の漏洩も防ぐ弁を形成するように位置決めされる。
【００８１】
プラグ４９８の第２の選択的な機能は、ピストン４５４が戻り行程にあるときに、受容室４１０から分配室４１２に至る流路４９８Ａを提供することである。この流路４９８Ａは、軸方向リッジ４９８Ｃと半径方向リッジ４９８Ｅとの間の区域により定められる。戻り行程においては、逆止め弁４２６は、ボールハウジング４２４の座４２４Ａに対して封鎖するように上向きに引かれる。ボール４２６が着座した後、ピストン４５４が上向きに動き、液体が受容器４１０からダックビル弁４１６を経て引かれるため僅かな真空が形成される。この引かれた流体は、プラグ４９８とピストン４０８Ａの内径との間の通路４９８Ｆを通って流れ続ける。この流れは、軸方向の空間４９８Ａの底部がコードシール４２２の底部ローブ４２３を通過するまで継続する。この位置において、流体はこれ以上軸方向空間４９８Ａを通って吸引されないが、ピストンは図１３Ｅに示されるように軸方向空間４９８Ａがコードシール４２２の中心に一致するまで上向きに動き続ける。この軸方向の動きは僅かに約０．５０８ｍｍ（０．０２０  インチ）に過ぎないが、分配室４１２内に僅かな部分真空を形成させる。バレル４０８がその最も高いストッパーに当たりその運動を止めたとき、分配室４１２内の真空はノズル４３０における流体の吸い戻しを提供しつつ、流体がボール逆止め弁４２６を通ってノズル４３０から漏れることにより解放される。
【００８２】
典型的な分配用ノズルにおいては、ノズルから排出される滴の体積は、バレルの中の液体の高さに応じて変動する。バレル４０８は圧送行程においては下向きに動くため、液体もその中で下向きに動く。バレル４０８が液体で満たされると、下向きに動いている液柱
は、バレル４０８がほとんど空のときより大きい。バレル４０８がそのストッパーに当たると、これは極めて急激に停止する。バレル４０８内の液体は運動量を持っているが、圧力増加により停止させることができる。運動量は、その速度と質量との積であり、そして速度はバレル内の流体の量と無関係に同じであるが、質量は残存流体の高さに正比例する。バレル４０８がそのストッパーに当たったことによるこの圧力増加は小さいが、この圧力増加は、運動量が小さいとき（バレルがほぼ空のとき）より大きいときは、開かれた通路を通って液体を排出させるに十分である。
【００８３】
プラグ４９８の第４の特徴は、運動量／圧力の効果を無くすために分配行程の一番下における行程終端のシール（ＥＳＳ）４９９に関連した作動により生ずる。通常、流体はＥＳＳ４９９の中央の穴４９９Ｄを通って通過する。ＥＳＳは外側封鎖リング４９９Ｂにより分配室４１２の内径４１２Ａに対して封鎖されるため、流体はＥＳＳの外側を回って通過することはできない。ＥＳＳ４９９は、上の面４９９Ａが下方に変形することを許す下向きの空洞４９９Ｃを持つ。ＥＳＳ４９９は、平らな上の面４９９Ａを有し、この面はプラグ４９８の底部４９８Ｇと接触できる。ピストンがストッパー４２０に当たり穴４９９Ｄを封鎖しそして流体が分配室４１２から出ることを防止する位置の上方約０．３３０ｍｍ（０．０１３インチ）にあるとき、プラグ４９８の底部４９８Ｇは上のシール面４９９Ａと接触する。部品の許容差のため、ＥＳＳ４９９がプラグ３９８と当たる行程の一番下からの実際の距離は、０．１５２から０．５０８ｍｍ（０．００６から０．２０インチ）の間である。分配室４１２はＥＳＳ４９９の頂部４９９Ａ上へのプラグ４９８の底部４９８Ｇの接触によりその底部で封鎖されるため、ストッパー４２０に対するバレル４０８の衝撃により生ずる圧力パルスは、流体をノズル４３０から排出させることはない。
【００８４】
図１３Ｃ−１３Ｉにおいて明らかにされたディスペンサーの実施例の別な特徴は、コードシール４２２がピストンストッパー４２０の内側フランジ４２０Ａにより保持されることである。
【００８５】
プラグ４９８は、適宜の硬質プラスチック材料から製造することができる。ポリプロピレンはプラグ４９８の製造に使用される一つの材料である。ＥＳＳ４９９は、ＥＳＳの流路４９９Ｄをプラグのショルダー４９８Ｄで封鎖できる材料から作らねばならない。可鍛性弾性材又はゴム材料はかかる封鎖を許すであろう。更に、選ばれた材料は液相の試薬に対して不活性でなければならない。結果として、黒色ゴム又はＥＰＤＭが好ましいＥＳＳ材料である。
【００８６】
図１５を参照すれば、カップ逆止め弁７９２を有する別の実施例の流体ディスペンサーの下方部分の断面図を示す。カップ逆止め弁７９２（即ち、カップ片７９２）の下方部分がバレル４０８のピストン４５４に当たり、これにより、液体が４０８の下方部分を通過することを禁止する。上方の環状レッジ８００及び側壁８０２よりなるダックビル逆止め弁７９２の上方部分が、ダックビル逆止め弁インサート４１４及びピストン４５４の側面に当たる。カップ逆止め弁７９２は、圧力差に基づいて作動する図１２Ａに示されたようなダックビル逆止め弁４１６と同様に作動する。バレル４０８の下降行程中は、カップ逆止め弁７９２のカップ片７９４は剛直のままであり、このためピストン、及びカップ片が液体を分配室４１２から押し出す。バレル４０８の上昇行程中は、図８Ａにおいて説明されたように、ボール室４３２内のボール４３４が逆止め弁ボールインサート４２４に対して座り、分配室内で真空を作る。この真空が分配室内及びバレル４０８の隣接したピストン区域内の圧力を作り、カップ逆止め弁７９２のカップ片７９４を内向きに曲げ、このためカップ片７９４はピストン４５４に当たらない。これが生ずると、受容室内の流体はカップ逆止弁７９２の周りを通過して分配室に入ることができる。カップ片７９４は、分配室と受容室との間で圧力が平衡するときまで内向きに曲げられる。そこで、分配室は、バレル４０８の上昇行程において流体を受け入れる。分配室で生じた真空による曲げ効果をより良くするために、カップ逆止め弁７９２のカップ片７９４はバレル４０８のピストン４５４内に低く座るべきである。この方法で、カップ下側の区域がより少なくなり、真空により生ずる吸引効果がより大きくなる。
【００８７】
図１６Ａを参照すれば、カップ逆止め弁７９２の側面図が示される。カップ片７９４は、水平からほぼ７１゜の角度で外向きに広がる。しかし、カップ片７９４は、カップ片７９４の撓みの要求に応じて外向き又は内向きに曲がることができる。更に、ダックビル逆止め弁インサート４１４及びピストン４５４の側面に当たるように上方レッジ８００及び側壁８０２が形成される。この上方の片は、定位置に確保される形のものとすることができる。
【００８８】
図１６Ｂを参照すれば、カップ逆止め弁７９２の底視図が示される。底部７９６は、ピストン４５４の丸い側壁と当たるように円形である。カップ逆止め弁７９２の底部は、これが当たる面、この例においてはピストン４５４に押し付けられる適宜の形状とすることができる。
【００８９】
図１６Ｃを参照すれば、カップ逆止め弁７９２の平面図が示される。頂部７９８は、ダックビル逆止め弁インサート４１４の丸い側壁に当たるように丸くされる。カップ逆止め弁７９２の頂部は、これが当たる面、この例においてはダックビル逆止め弁４１４に押し付けられる適宜の形とすることができる。
【００９０】
図１６Ｄ及び１６Ｅを参照すれば、それぞれ図１６Ｃの切断線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂにおけるカップ逆止め弁７９２の図を示す。カップ逆止め弁７９２カップ片７９４は曲がり易くするためにフォーク状にされる。カップ片７９４の厚さと形状とはカップ片に要求される曲がりに応じて変更することができる。更に、カップ逆止め弁７９２の上方部分をカップ片７９４に連結する連結片８０４は適宜の形状とすることができる。好ましい実施例においては、連結片８０４は、ピストン４５４を通る液体の流れと干渉しないように円筒状である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の第１の実施例による自動生物学的反応システムの左前の等角図である。
【図２】図１に示されたシステムの右前の等角分解図である。
【図３】図１に示されたシステムの左前の等角分解図である。
【図４】図１に示された装置の右後の等角分解部分図である。
【図５−６】試薬トレイ上の流体ディスペンサーの取り付け及び試薬トレイを駆動回転台に組み合わせる方法を示す。
【図７Ａ】伸長位置にある充填済み流体ディスペンサーの立面断面図である。
【図７Ｂ】伸長位置にある使用者充填可能な流体ディスペンサーの立面断面図である。
【図７Ｃ】圧縮位置にある充填済み流体ディスペンサーの立面断面図である。
【図８Ａ】ボール室及びノズルの断面図である。
【図８Ｂ−８Ｃ】延長部を有するバレルの下方部分の正面及び側面の断面図である。
【図９Ａ】充填済み流体ディスペンサーの立面断面分解図である。
【図９Ｂ】使用者充填可能な流体ディスペンサーの立面断面分解図である。
【図１０Ａ】充填済み流体ディスペンサーの側面図である。
【図１０Ｂ】フリップ式頂部を有する使用者充填可能な流体ディスペンサーの側面図である。
【図１０Ｃ】キャップに隣接した蒸発リングを有する充填済み流体ディスペンサーの分解図である。
【図１１Ａ】一実施例による充填済み流体ディスペンサーのキャップ及び通気口の断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａのキャップ及び通気口の下側の図である。
【図１１Ｃ】２方向ダックビル弁を有する充填済み流体ディスペンサーのキャップ及び通気口の断面図である。
【図１１Ｄ】１方向ダックビル弁を有する充填済み流体ディスペンサーのキャップ及び通気口の断面図である。
【図１１Ｅ】別の実施例による充填済み流体ディスペンサーのキャップ及び通気口の断面図である。
【図１１Ｆ】本発明の例示実施例に従って作動するように配置された弁の斜視図である。
【図１１Ｇ】本発明の例示実施例に従って作動するように配置された流体ディスペンサーのキャップの斜視図である。
【図１１Ｈ】図１１Ｇのキャップ内に挿入された図１１Ｆの弁の斜視図である。
【図１１Ｉ】本発明の例示実施例に従って作動するように配置された図１１Ｈに示されたような通気口の斜視図である。
【図１１Ｊ】本発明の例示実施例に従って作動するように配置された流体ディスペンサー内に挿入される図１１Ｈのキャップの側面図である。
【図１１Ｋ】本発明の例示実施例に従って作動するように配置された図１１Ｆの弁の作動の一方法の側面図である。
【図１２Ａ】流体ディスペンサーのバレルの下方部分、ダックビル逆止め弁、ダックビル逆止め弁インサート、コードシール、ボール、ボール逆止め弁インサート及びカプラーの断面図である。
【図１２Ｂ】流体ディスペンサーのバレルの下方部分、ダックビル逆止め弁、ダックビル逆止め弁インサートの断面図である。
【図１２Ｃ】流体ディスペンサーのコードシールの断面図である。
【図１３Ａ】別の実施例の流体ディスペンサーの下方部分の断面図である。
【図１３Ｂ】別の実施例の流体ディスペンサーの下方部分の断面図である。
【図１３Ｃ】本発明の流体ディスペンサーの別の実施例の分解斜視図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｃに示された組み立てられた流体ディスペンサーの断面図である。
【図１３Ｅ】分配室が休止位置にあるときのプラグ（４９８）を備えた分配機構の一部分の拡大図である。
【図１３Ｆ】分配室がカプラー（４２８）内に完全に動かされたときの本発明のディスペンサーの側面断面図である。
【図１３Ｇ】プラグ（４９８）及びＥＳＳ（４９９）を有する図１３Ｆのディスペンサーの分配機構の一部分の拡大図である。
【図１３Ｈ】分配機構において有用なプラグ（４９８）の拡大斜視図である。
【図１３Ｉ】本発明の分配機構に有用なＥＳＳ（４９９）の平面図、側方斜視図、及び側面断面図である。
【図１４Ａ】カプラーのノズルに使用する制限具を有する注入器の断面図である。
【図１４Ｂ】カプラーのノズルに使用する制限具及びＯリングを有する注入器の分解図である。
【図１５】別の実施例のカップ逆止め弁を有する流体ディスペンサーの下方部分の断面図である。
【図１６Ａ】カップ逆止め弁の側面図である。
【図１６Ｂ】カップ逆止め弁の底視図である。
【図１６Ｃ】カップ逆止め弁の平面図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｃの断面Ａ−Ａにおけるカップ逆止め弁の図である。
【図１６Ｅ】図１６Ｃの断面Ｂ−Ｂにおけるカップ逆止め弁の図である。
【図１】
2007517199.tif 000003
【図２】
2007517199.tif 000004
【図３】
2007517199.tif 000005
【図４】
2007517199.tif 000006
【図５】
2007517199.tif 000007
【図６】
2007517199.tif 000008
【図７Ａ】
2007517199.tif 000009
【図７Ｂ】
2007517199.tif 000010
【図７Ｃ】
2007517199.tif 000011
【図８Ａ】
2007517199.tif 000012
【図８Ｂ】
2007517199.tif 000013
【図８Ｃ】
2007517199.tif 000014
【図９Ａ】
2007517199.tif 000015
【図９Ｂ】
2007517199.tif 000016
【図１０Ａ】
2007517199.tif 000017
【図１０Ｂ】
2007517199.tif 000018
【図１０Ｃ】
2007517199.tif 000019
【図１１Ａ】
2007517199.tif 000020
【図１１Ｂ】
2007517199.tif 000021
【図１１Ｃ】
2007517199.tif 000022
【図１１Ｄ】
2007517199.tif 000023
【図１１Ｅ】
2007517199.tif 000024
【図１１Ｆ】
2007517199.tif 000025
【図１１Ｇ】
2007517199.tif 000026
【図１１Ｈ】
2007517199.tif 000027
【図１１Ｉ】
2007517199.tif 000028
【図１１Ｊ】
2007517199.tif 000029
【図１１Ｋ】
2007517199.tif 000030
【図１２Ａ】
2007517199.tif 000031
【図１２Ｂ】
2007517199.tif 000032
【図１２Ｃ】
2007517199.tif 000033
【図１３Ａ】
2007517199.tif 000034
【図１３Ｂ】
2007517199.tif 000035
【図１３Ｃ】
2007517199.tif 000036
【図１３Ｄ】
2007517199.tif 000037
【図１３Ｅ】
2007517199.tif 000038
【図１３Ｆ】
2007517199.tif 000039
【図１３Ｇ】
2007517199.tif 000040
【図１３Ｈ】
2007517199.tif 000041
【図１３Ｉ】
2007517199.tif 000042
【図１４Ａ】
2007517199.tif 000043
【図１４Ｂ】
2007517199.tif 000044
【図１５】
2007517199.tif 000045
【図１６Ａ】
2007517199.tif 000046
【図１６Ｂ】
2007517199.tif 000047
【図１６Ｃ】
2007517199.tif 000048
【図１６Ｄ】
2007517199.tif 000049
【図１６Ｅ】
2007517199.tif 000050
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月24日(2007.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方部分と下方部分とを含んだ受容室を有するバレル；
受容室と実質的に一列に並んでいる分配室を有するカプラー；
バレルの下方部分と組み合わせられかつ受容室と分配室との間に置かれたピストンであって、外径及び流体が中を通過する内径を有する前記ピストン；
ピストンの下方区域において流体の流れに対して内径を封鎖する封鎖面；及び
封鎖面の上方で内径から外径に通過する半径方向流路
を備え、バレルがカプラーと運動可能に組み合わせられた流体ディスペンサー。
【請求項２】
前記封鎖面がプラグを備え、前記プラグはショルダーに取り付けられたステムを含み、ステムは少なくも１個の軸方向リッジを含み、プラグのステムはピストンの流路の内径とステムの軸方向リッジとの組み合わせが少なくも１個の半径方向流路を形成するようにプラグのステムが少なくも部分的にピストンの流路内に置かれる請求項１の流体ディスペンサー。
【請求項３】
プラグが、複数の軸方向リッジと複数の半径方向流路とを含む請求項２の流体ディスペンサー。
【請求項４】
各軸方向リッジが半径方向リッジを更に含む請求項３の流体ディスペンサー。
【請求項５】
プラグのショルダーが平坦な底面を有する請求項２の流体ディスペンサー。
【請求項６】
プラグがピストンの流路内に圧入される請求項２の流体ディスペンサー。
【請求項７】
ピストンの流路の端部が少なくも１個の半径方向リッジと接触するようにプラグがピストンの流路内に圧入される請求項６の流体ディスペンサー。
【請求項８】
カプラーの分配室に隣接して置かれた行程終端のシール４９９を更に含む請求項１の流体ディスペンサー。
【請求項９】
行程終端シールが、流路、頂部封鎖面、及び少なくも１個の外側封鎖リングを更に備える請求項８の流路ディスペンサー。
【請求項１０】
行程終端シールが黒色ゴムより製造される請求項８の流路ディスペンサー。
【請求項１１】
受容室が分配室と同軸である請求項１の流路ディスペンサー。
【請求項１２】
受容室から分配室への流体の流れを許しかつ分配室から受容室への流体の流れを禁ずるように作動する逆止め弁を更に備え、逆止め弁が分配室とプラグとの間に置かれる請求項１のルディスペンサー。
【請求項１３】
逆止め弁が分配室に隣接したダックビル逆止め弁であり、ダックビル逆止め弁は分配室及び受容室と同軸である請求項１２の流体ディスペンサー。
【国際調査報告】
2007517199.tif 000051
2007517199.tif 000052
2007517199.tif 000053
2007517199.tif 000054