(57)【要約】【課題】液体をノズルチップ内に吸入することなしに、ノズルチップとチップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定することができる分注装置を提供すること。【解決手段】本発明の分注装置では、制御手段１３は、液体をノズルチップ内に吸入するのに先立って、ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態でポンプ７から気体を吐出し、先端開口から気泡を発生しない範囲でノズルチップ内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行うようにポンプ７およびノズル移動手段１５の作動を制御する。漏れ判定手段１７は、ノズルチップ内加圧工程以後にノズルチップ内の気圧を検出する圧力センサ１６により検出された気圧に基づいて、ノズルチップとチップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定する。【選択図】図４
2004245697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱自在に装着したディスポーザブルのノズルチップの先端開口から液体を吸入・吐出する分注装置であって、
気体を吸入・吐出するポンプと、
前記ポンプの作動により気体が流入・流出する開口を有し、前記ノズルチップが着脱自在に装着されるチップ装着部と、
前記チップ装着部を少なくとも上下方向に移動させる移動手段と、
前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御する制御手段と、
前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップ内の気圧を検出する圧力検出手段と、
前記ノズルチップと前記チップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定する漏れ判定手段とを備え、
前記制御手段は、液体を前記ノズルチップ内に吸入するのに先立って、前記ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態で前記ポンプから気体を吐出し、前記先端開口から気泡を発生しない範囲で前記ノズルチップ内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行うように前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御し、
前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程以後に前記圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定することを特徴とする分注装置。
【請求項２】
前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程以後に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定時間内に所定の判定値まで降下した場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する請求項１に記載の分注装置。
【請求項３】
前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程を行った際に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定の判定値まで上昇しなかった場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する請求項１または２に記載の分注装置。
【請求項４】
前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップを交換する交換手段をさらに備え、前記漏れ判定手段が前記接合部からの気体の漏れがあると判定した場合、前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップを交換するように作動する請求項１ないし３のいずれかに記載の分注装置。
【請求項５】
前記圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、吸入しようとする液体の液面を検出する液面検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、液体を前記ノズルチップ内に吸入しようとする際に、前記ポンプから気体を吐出しながら、吸入する液体の液面に向かって前記ノズルチップの先端開口を下降させる液面検出工程を行うように前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御し、
前記液面検出手段は、前記液面検出工程において、前記圧力検出手段により検出された気圧が上昇したときに前記ノズルチップの先端開口が前記液面下に没したものと判定することによって前記液面を検出し、
前記漏れ判定手段は、前記液面検出工程を前記ノズルチップ内加圧工程として利用して、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定する請求項１ないし４のいずれかに記載の分注装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分注装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスポーザブルのノズルチップを装着し、このノズルチップの先端開口（下端開口）から液体を吸入・吐出する分注装置が広く用いられている。ノズルチップは、その基端開口部（上端開口部）に、分注装置のチップ装着部が挿入・嵌合することにより、装着される。ノズルチップとチップ装着部との接合部は、空気漏れを生じないように、気密的に嵌合する必要がある。この接合部に空気漏れを生じると、液体の吸入量および吐出量に狂いを生じるからである。
【０００３】
しかしながら、ノズルチップは、樹脂材料からなる成形品で構成されていることから、その基端開口部の形状が成形不良等によって適正でないものも存在するので、そのようなノズルチップが装着された場合には、ノズルチップとチップ装着部との接合部の空気漏れを生じることがある。よって、分注装置では、この空気漏れの有無を検出し、空気漏れが生じた場合には、当該ノズルチップを廃棄して、他のノズルチップに交換している。
【０００４】
従来の分注装置では、前記の空気漏れの有無の検出は、液体をノズルチップ内に吸引した後におけるノズルチップ内の圧力の変化を検出することによって行っている（例えば、特許文献１参照）。そして、空気漏れがあることを検出した場合には、吸入した液体を容器に吐き戻した後、当該ノズルチップを廃棄して、新たなノズルチップに交換している。この場合、廃棄したノズルチップにも吸入した液体が多少は付着して残留するので、その分の液体が無駄に消費されることとなる。その結果、液体が患者から採取した検体である場合には、必要な検査項目に対して検体が足りなくなったり、液体が高価な試薬である場合には、コストが増大したりするという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３３４５１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、液体をノズルチップ内に吸入することなしに、ノズルチップとチップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定することができる分注装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（５）の本発明により達成される。また、下記（６）〜（１０）であるのが好ましい。
【０００８】
（１）  着脱自在に装着したディスポーザブルのノズルチップの先端開口から液体を吸入・吐出する分注装置であって、
気体を吸入・吐出するポンプと、
前記ポンプの作動により気体が流入・流出する開口を有し、前記ノズルチップが着脱自在に装着されるチップ装着部と、
前記チップ装着部を少なくとも上下方向に移動させる移動手段と、
前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御する制御手段と、
前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップ内の気圧を検出する圧力検出手段と、
前記ノズルチップと前記チップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定する漏れ判定手段とを備え、
前記制御手段は、液体を前記ノズルチップ内に吸入するのに先立って、前記ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態で前記ポンプから気体を吐出し、前記先端開口から気泡を発生しない範囲で前記ノズルチップ内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行うように前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御し、
前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程以後に前記圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定することを特徴とする分注装置。
【０００９】
（２）  前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程以後に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定時間内に所定の判定値まで降下した場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する上記（１）に記載の分注装置。
【００１０】
（３）  前記漏れ判定手段は、前記ノズルチップ内加圧工程を行った際に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定の判定値まで上昇しなかった場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する上記（１）または（２）に記載の分注装置。
【００１１】
（４）  前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップを交換する交換手段をさらに備え、前記漏れ判定手段が前記接合部からの気体の漏れがあると判定した場合、前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップを交換するように作動する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の分注装置。
【００１２】
（５）  前記圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、吸入しようとする液体の液面を検出する液面検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、液体を前記ノズルチップ内に吸入しようとする際に、前記ポンプから気体を吐出しながら、吸入する液体の液面に向かって前記ノズルチップの先端開口を下降させる液面検出工程を行うように前記ポンプおよび前記移動手段の作動を制御し、
前記液面検出手段は、前記液面検出工程において、前記圧力検出手段により検出された気圧が上昇したときに前記ノズルチップの先端開口が前記液面下に没したものと判定することによって前記液面を検出し、
前記漏れ判定手段は、前記液面検出工程を前記ノズルチップ内加圧工程として利用して、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定する上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の分注装置。
【００１３】
（６）  気体を吸入・吐出するポンプの作動により気体が流入・流出する開口を有するチップ装着部に着脱自在に装着したディスポーザブルのノズルチップの先端開口から液体を吸入・吐出する分注方法であって、
液体を前記ノズルチップ内に吸入するのに先立って、前記ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態で前記ポンプから気体を吐出し、前記先端開口から気泡を発生しない範囲で前記ノズルチップ内を加圧するノズルチップ内加圧工程を有し、
前記ノズルチップ内加圧工程以後に、前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップ内の気圧を検出する圧力検出手段により検出された気圧に基づいて、前記ノズルチップと前記チップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定することを特徴とする分注方法。
【００１４】
（７）  前記ノズルチップ内加圧工程以後に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定時間内に所定の判定値まで降下した場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する上記（６）に記載の分注方法。
【００１５】
（８）  前記ノズルチップ内加圧工程を行った際に、前記圧力検出手段により検出された気圧が所定の判定値まで上昇しなかった場合、前記接合部からの気体の漏れがあると判定する上記（６）または（７）に記載の分注方法。
【００１６】
（９）  前記接合部からの気体の漏れがあると判定した場合、前記チップ装着部に装着された前記ノズルチップを交換する上記（６）ないし（８）のいずれかに記載の分注方法。
【００１７】
（１０）  液体を前記ノズルチップ内に吸入しようとする際に、前記ポンプから気体を吐出しながら、吸入する液体の液面に向かって前記ノズルチップの先端開口を下降させる液面検出工程を有し、
前記液面検出工程において、前記圧力検出手段により検出された気圧が上昇したときに前記ノズルチップの先端開口が前記液面下に没したものと判定することによって前記液面を検出するとともに、前記液面検出工程を前記ノズルチップ内加圧工程として利用して、前記接合部からの気体の漏れの有無を判定する上記（６）ないし（９）のいずれかに記載の分注方法。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の分注装置を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の分注装置の実施形態を示す斜視図、図２は、図１に示す分注装置におけるｘ軸方向移動手段を示す斜視図、図３は、図１に示す分注装置におけるｙ軸方向移動手段、ｚ軸方向移動手段および分注ヘッドを示す斜視図、図４は、図１に示す分注装置におけるポンプ、チップ装着部およびノズルチップを示す縦断面図である。
【００２０】
なお、以下では、説明の都合上、水平な一方向（装置の左右方向）をｘ軸方向、ｘ軸方向に対し垂直かつ水平な方向（装置の前後方向）をｙ軸方向、鉛直方向（上下方向）をｚ軸方向と言う。また、図１中では、分注ヘッド、アーム等の細部を省略して図示する。
【００２１】
図１に示すように、分注装置１は、装置本体２と、該装置本体２に対し移動可能に設置された分注ヘッド３とを備えている。この分注装置１は、患者から採取した例えば血液または血清等の血液成分、尿等の液体状の親検体（元検体）を分注して小分けにする（取り分ける）ことにより、検査用の子検体を作成する装置である。
【００２２】
装置本体２は、作業台２１と、作業台２１の後ろ側に立設された機器収納部２２と、機器収納部２２の上方に設けられた第２の機器収納部２３と、第２の機器収納部２３の片側の部分から前方に突出する突出部２４とを有している。
【００２３】
作業台２１上には、検体（液体）を収納する例えば試験管のような容器が複数並べて配置（載置）される。本実施形態では、作業台２１上には、複数の試験管を立てた状態で行列状に保持する試験管ラック１００を複数載置可能になっている。そして、親検体を収納した試験管や、子検体を収納する試験管は、それぞれ、これらの試験管ラック１００に保持される。
【００２４】
また、作業台２１上における試験管ラック１００の後方には、チップラック２００を載置可能になっている。チップラック２００は、ディスポーザブル（使い捨て）のノズルチップ３００を立てた状態で行列状に複数並べて保持し得るようになっている。
【００２５】
装置本体２には、分注ヘッド３を支持するアーム１１が設置されている。アーム１１は、その長手方向がｙ軸方向となる姿勢で配置され、その後端部は、機器収納部２２に支持されている。機器収納部２２には、後述するｘ軸方向移動手段４が設けられており、この作動により、アーム１１は、装置本体２に対しｘ軸方向に移動する。
【００２６】
分注ヘッド３は、アーム１１の長手方向、すなわちｙ軸方向に沿って移動可能に支持されている。分注ヘッド３は、後述するｙ軸方向移動手段５の作動により、装置本体２に対しｙ軸方向に移動する。
【００２７】
分注ヘッド３は、ｘ軸方向移動手段４およびｙ軸方向移動手段５の作動の組み合わせにより、作業台２１の上方の空間（作業空間）において、ｘｙ平面内で移動可能になっている。
【００２８】
突出部２４の前面には、例えばタッチパネルで構成された表示手段２５が設置されている。表示手段２５には、例えば各種条件を設定する入力画面等が表示され、操作者は、表示手段２５に指で触れることにより、各種条件の設定等を行う。また、表示手段２５には、例えば分注装置１の状態、エラーの発生等の情報も表示される。
【００２９】
図２に示すように、ｘ軸方向移動手段４は、機器収納部２２に設置されたガイドレール１２の案内によりｘ軸方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック（移動体）４１と、ガイドレール１２の両端付近にそれぞれ設置された駆動プーリー（ベルト車）４２および従動プーリー（ベルト車）４３と、駆動プーリー４２を回転駆動するパルスモーター（ステッピングモーター）４４と、駆動プーリー４２および従動プーリー４３に掛け回されたベルト４５とを有している。
【００３０】
スライドブロック４１は、突出形成された固定部４１１にてベルト４５の一部に固定されている。スライドブロック４１には、アーム１１の後端部が固定されている。
【００３１】
パルスモーター４４が駆動プーリー４２を回転駆動すると、ベルト４５が回転し、ベルト４５に牽引されてスライドブロック４１がｘ軸方向に移動する。これに伴って、アーム１１もｘ軸方向に移動する。スライドブロック４１およびアーム１１は、パルスモーター４４の正転／逆転の切り換えにより、装置本体２に対し右方向または左方向に移動する。
【００３２】
ベルト４５は、駆動プーリー４２および従動プーリー４３の外周面に形成された歯と噛み合う歯を有する歯付きベルトで構成されており、駆動プーリー４２および従動プーリー４３に対し滑りを生じないようになっている。
【００３３】
図３に示すように、ｙ軸方向移動手段５は、図示しないガイドレールの案内によりアーム１１の長手方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック（移動体）５１と、アーム１１の後端付近に設置された駆動プーリー（ベルト車）５２と、アーム１１の前端付近に設置された従動プーリー（ベルト車）５３と、アーム１１の後端付近に設置され、駆動プーリー５２を回転駆動するパルスモーター（ステッピングモーター）５４と、駆動プーリー５２および従動プーリー５３に掛け回されたベルト５５とを有している。
【００３４】
スライドブロック５１は、ベルト５５の一部に固定されている。スライドブロック５１には、分注ヘッド３のフレーム３１が固定されている。
【００３５】
パルスモーター５４が駆動プーリー５２を回転駆動すると、ベルト５５が回転し、ベルト５５に牽引されてスライドブロック５１がアーム１１の長手方向すなわちｙ軸方向に移動する。これに伴って、分注ヘッド３も、ｙ軸方向に移動する。スライドブロック５１および分注ヘッド３は、パルスモーター５４の正転／逆転の切り換えにより、装置本体２に対し前方または後方に移動する。
【００３６】
ベルト５５は、駆動プーリー５２および従動プーリー５３の外周面に形成された歯と噛み合う歯を有する歯付きベルトで構成されており、駆動プーリー５２および従動プーリー５３に対し滑りを生じないようになっている。
【００３７】
分注ヘッド３は、ｚ軸方向に長い部材で構成された骨格をなすフレーム３１と、ノズルチップ３００を装着可能なチップ装着部３２とを有している。
【００３８】
図４に示すように、チップ装着部３２は、その内部に通気流路３２１が形成されたほぼ管状の部材で構成されている。チップ装着部３２の構成材料は、例えばステンレス鋼、アルミニウムまたはアルミニウム合金、銅または銅系合金等の各種金属材料であるのが好ましい。
【００３９】
ノズルチップ３００は、合成樹脂材料で構成された管状の部材（成形品）であり、好ましくは少なくともその先端側（下端側）の部分が先細りになっている。このノズルチップ３００は、その基端開口（上端開口）３０２に、チップ装着部３２の下端部が挿入して嵌合することにより、チップ装着部３２に着脱自在に装着される。また、ノズルチップ３００は、半透明または透明である（光透過性を有している）のが好ましい。
【００４０】
図３に示すように、分注ヘッド３のフレーム３１には、空気（気体）を吸入・吐出するポンプ７が設置されている。本実施形態では、ポンプ７は、シリンダ７１とプランジャ（ピストン）７２とを有するシリンジポンプ（ピストンポンプ）で構成されている。図４に示すように、ポンプ７と、チップ装着部３２の上端開口部とは、可撓性を有する配管チューブ３３で接続されており、互いの内部空間が連通している。ポンプ７が作動すると、配管チューブ３３を空気（気体）が通ってチップ装着部３２の下端開口３２２から空気（気体）が流入・流出し、これにより、ノズルチップ３００内の圧力を増減させて、ノズルチップ３００の先端開口３０１から液体を吸入・吐出することができる。
【００４１】
分注ヘッド３のフレーム３１には、ポンプ７のプランジャ７２を移動させるポンプ駆動手段１４が設置されている。ポンプ駆動手段１４は、図示を省略するが、例えば、ボールねじ（送りねじ）機構とこれを駆動するパルスモーター（図示せず）とによってプランジャ７２をシリンダ７１に対して移動させるように構成されている。ポンプ７の作動は、このポンプ駆動手段１４を介して、後述する制御手段１３によって制御される。
【００４２】
図４に示すように、分注装置１では、チップ装着部３２に装着されたノズルチップ３００内の気圧を検出する圧力センサ（圧力検出手段）１６が設けられている。本実施形態では、圧力センサ１６は、チップ装着部３２に装着されたノズルチップ３００内に連通している配管チューブ３３内の気圧を検出することで、ノズルチップ３００内の圧力を検出することとしている。なお、圧力センサ１６は、チップ装着部３２に装着されたノズルチップ３００内に連通するところであればいかなる位置に設置されていてもよい。
【００４３】
チップ装着部３２は、フレーム３１に対しｚ軸方向に移動可能に設置されており、ｚ軸方向移動手段６の作動により、装置本体２に対しｚ軸方向に移動（昇降）する。
【００４４】
図３に示すように、ｚ軸方向移動手段６は、フレーム３１に対し図示しないガイドレールの案内によりｚ軸方向に沿って移動可能に設置されたスライドブロック（移動体）６１と、フレーム３１の上端付近および下端付近にそれぞれ設置された従動プーリー（ベルト車）６２および６３と、ベルト６４とを有している。
【００４５】
スライドブロック６１は、固定部材６７を介して、ベルト６４の一部に固定されている。スライドブロック６１には、支持部６８を介して、チップ装着部３２が固定されている。
【００４６】
スライドブロック５１の内部には、ベルト６４を駆動する駆動プーリー（図示せず）が設置されており、ベルト６４は、従動プーリー６２および６３に掛け回されるとともに、その中間の部分においてスライドブロック５１内に引き込まれ、この駆動プーリーにも掛け回されている。
【００４７】
スライドブロック５１内の駆動プーリーは、アーム１１の後端付近に設置されたパルスモーター（ステッピングモーター）６５により回転駆動される。すなわち、図３に示すように、アーム１１には、アーム１１の長手方向に沿って延びるプロペラシャフト６６が回転可能に設置されており、パルスモーター６５の出力軸は、このプロペラシャフト６６に接続されている。プロペラシャフト６６は、スライドブロック５１およびその内部の駆動プーリーを貫通しており、スライドブロック５１は、プロペラシャフト６６を挿通した状態でｙ軸方向に移動する。スライドブロック５１内の駆動プーリーは、スライドブロック５１のプロペラシャフト６６に対する位置によらず、プロペラシャフト６６とともに回転するようになっている。
【００４８】
パルスモーター６５がプロペラシャフト６６を介してスライドブロック５１内の駆動プーリーを回転駆動すると、ベルト６４が回転し、ベルト６４に牽引されて、スライドブロック６１がｚ軸方向すなわち鉛直方向に移動する。これに伴って、チップ装着部３２およびノズルチップ３００も、ｚ軸方向に移動（昇降）する。チップ装着部３２およびノズルチップ３００は、パルスモーター６５の正転／逆転の切り換えにより、上昇または下降する。
【００４９】
なお、以下の説明では、ｘ軸方向移動手段４、ｙ軸方向移動手段５およびｚ軸方向移動手段６を総称して、チップ装着部３２を３次元方向に移動させるノズル移動手段１５と呼ぶことがある。
【００５０】
このような分注装置１の基本的な動作は、次のようなものである。まず、ノズル移動手段１５を作動して、分注ヘッド３を吸入先の容器の上方に移動した後、チップ装着部３２および装着されたノズルチップ３００を下降させて当該容器内にノズルチップ３００を挿入する。この状態でポンプ７を作動してノズルチップ３００内の圧力を減少させることにより、ノズルチップ３００内に液体を吸入する。
【００５１】
次いで、ノズルチップ３００を上昇させてから吐出先の容器の位置に分注ヘッド３を移動させる。次いで、ノズルチップ３００を吐出先容器内に下降させ、ポンプ７を作動してノズルチップ３００内の圧力を増大させることにより、吸入した液体を吐出する。
【００５２】
続いて、異なる検体を分注する場合には、コンタミネーションを防止するため、次のようにしてノズルチップ３００を交換する。使用済みノズルチップ３００の取り外しは、分注ヘッド３を装置本体２に設置されたチップリムーバ２６（図３参照）の位置に移動させて行う。チップリムーバ２６は、チップ装着部３２がほぼ隙間なく挿入可能な幅の切欠き２６１を有する板状の部材であり、この切欠き２６１にチップ装着部３２を挿入してチップ装着部３２を上昇させると、ノズルチップ３００の上端がチップリムーバ２６の下面に当接することにより、ノズルチップ３００がチップ装着部３２から離脱する。次いで、分注ヘッド３をチップラック２００の上方に移動させ、起立保持された新しいノズルチップ３００に向かってチップ装着部３２を下降させることにより、当該ノズルチップ３００をチップ装着部３２に装着する。上記のように、分注装置１は、チップ装着部３２に装着されたノズルチップ３００を交換する交換手段を備えている。
【００５３】
図５は、図１に示す分注装置の概略的なブロック図、図６は、漏れ判定手段の回路構成を示す図、図７は、ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態を拡大して示す断面図、図８は、ノズルチップ内加圧工程を行った際のノズルチップ内の気圧を縦軸に、時間を横軸にとって示すグラフである。
【００５４】
図５に示すように、分注装置１は、各部の作動を制御する制御手段１３を備えている。制御手段１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１３１と、記憶部（記憶手段）１３２とを有している。
【００５５】
記憶部１３２は、プログラムやデータ等を記憶（記録）する、ＣＰＵ１３１に読み取り可能な記憶媒体（記録媒体）を有している。この記憶媒体は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ：揮発性、不揮発性のいずれをも含む）、ＦＤ（Ｆｌｏｐｐｙ  Ｄｉｓｋ（「Ｆｌｏｐｐｙ」は登録商標））、ＨＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のような、磁気的、光学的記録媒体、もしくは半導体メモリで構成されている。この記憶媒体は、記憶部１３２に固定的に設けたもの、もしくは着脱自在に装着するものであり、この記憶媒体には、分注装置１の各部に対応する各種アプリケーションプログラム、分注装置１の制御動作を実行するためのプログラム等の各種プログラムおよび各種データが予め記憶されているとともに、各プログラムで処理されたデータおよび制御手段１３に接続された各部からの入力データ等が記憶される。
【００５６】
制御手段１３には、ポンプ駆動手段１４、ノズル移動手段１５および表示手段２５がそれぞれ接続されている。制御手段１３は、記憶部１３２に記憶された各種プログラムおよびデータを必要に応じて読み出し、そのプログラムおよびデータに基づいて、これらの各部の作動を制御する。なお、ポンプ駆動手段１４、ノズル移動手段１５に対する制御手段１３の制御は、オープンループ制御でも、クローズドループ制御でもよい。
【００５７】
さらに、制御手段１３には、ノズルチップ３００とチップ装着部３２との接合部（嵌合部）Ｊからの空気（気体）の漏れの有無を判定する漏れ判定手段１７と、圧力センサ１６により検出された気圧に基づいて、吸入しようとする液体の液面Ｓ（液面Ｓの高さ）を検出する液面検出手段１８とがそれぞれ接続されている。
【００５８】
以下、分注装置１が行う液面検出工程について説明する。
液体をノズルチップ３００内に吸入しようとする際に、分注装置１は、液面検出工程を行う。液面検出工程では、制御手段１３は、図４に示すような状態から、ポンプ７から気体を吐出しながら、吸入する液体の液面Ｓに向かってノズルチップ３００の先端開口３０１を下降させるように、ポンプ７およびノズル移動手段１５の作動を制御する。すなわち、ノズルチップ３００は、先端開口３０１から空気を吐出しながら液面Ｓに向かって下降する。
【００５９】
ノズルチップ３００が降下して先端開口３０１が液面Ｓ下に没すると、ノズルチップ３００内の空気は、逃げ場を失い、ポンプ７によって圧縮されて気圧が上昇する。よって、液面検出手段１８は、液面検出工程において圧力センサ１６により検出された気圧が上昇したとき、ノズルチップ３００の先端開口３０１が液面Ｓ下に没したものと判定することができ、これによって液面Ｓ（液面Ｓの高さ）を検出する。なお、液面検出手段１８は、圧力センサ１６によって検出した気圧またはその時間微分値を所定の判定値（基準値）と比較することによって、この判定を行うように構成されている。
【００６０】
液面検出手段１８は、液面Ｓを検出すると、その検出信号を制御手段１３に出力する。制御手段１３は、液面検出手段１８から入力された検出信号に基づいて、ノズルチップ３００の下降を停止し、液体の吸入動作を開始する。液体の吸入動作中には、ノズルチップ３００の位置は停止したままでもよく、液面Ｓの降下に追随して先端開口３０１が下降するように制御してもよい。
【００６１】
以上説明したような液面検出工程では、制御手段１３は、ノズルチップ３００の先端開口３０１が液面Ｓ下に没した後、先端開口３０１から気泡を発生しない範囲でノズルチップ３００内を加圧するようにポンプ７の作動を制御して停止させる。この制御は、次のようにして行うことができる。
【００６２】
図７に示すように、ノズルチップ３００の先端開口３０１が液面Ｓ下に没した状態でノズルチップ３００内が加圧されると、先端開口３０１から空気が外側に張り出して、先端開口３０１付近にほぼ球面状の液面Ｑが形成される。この状態では、ノズルチップ３００内の気圧は、液面Ｑに作用する表面張力により、液面Ｑの外側の圧力よりも大きくなる。液面Ｑの表面張力による圧力の増分ΔＰは、液体の表面張力をσ、液面Ｑの曲率半径をｒとしたとき、２σ／ｒで得られる。すなわち、ΔＰは、液面Ｑの曲率半径が小さいほど大きくなる。
【００６３】
液面Ｑの曲率半径が最も小さくなるのは、図７に示すように、先端開口３０１から液面Ｑが半球状に突出する状態である。先端開口３０１の内径をｄとすると、このときの液面Ｑの曲率半径ｒは、ｄ／２になる。よって、液面Ｑの表面張力による圧力の増分ΔＰは、ｒ＝ｄ／２のときに、最大となり、その最大値は、４σ／ｄとなる。したがって、液面Ｑの外側の圧力が大気圧Ｐ０であるとみなせば、図７に示す状態のとき、ノズルチップ３００内の気圧は、Ｐ０＋４σ／ｄとなる。
【００６４】
先端開口３０１から気泡が発生するには、図７に示す状態を超えてノズルチップ３００内が加圧される必要がある。よって、逆に言えば、ノズルチップ３００の先端開口３０１が液面Ｓ下に没した後、ノズルチップ３００内の気圧がＰ０＋４σ／ｄに達する前にポンプ７の作動を停止するようにすれば、先端開口３０１から気泡を発生しないように制御することができる。
【００６５】
さて、このような分注装置１では、制御手段１３は、液体をノズルチップ３００内に吸入するのに先立って、ノズルチップ３００の先端開口３０１が液面Ｓ下に没した状態でポンプ７から空気を吐出し、先端開口３０１から気泡を発生しない範囲でノズルチップ３００内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行う。そして、漏れ判定手段１７は、このノズルチップ内加圧工程以後に（ノズルチップ内加圧工程を行った際に）圧力センサ１６により検出された気圧に基づいて、ノズルチップ３００とチップ装着部３２との接合部Ｊからの空気の漏れの有無を判定する。
【００６６】
本実施形態では、漏れ判定手段１７は、液面検出工程をノズルチップ内加圧工程として利用する。これにより、液面検出と、接合部Ｊからの空気の漏れの有無を判定とを同時に行うことができ、分注装置１の動作の合理化が図れ、検体の処理効率を向上することができる。
【００６７】
ノズルチップ内加圧工程（液面検出工程）によってノズルチップ３００内の気圧がＰ１に上昇したとき、接合部Ｊに空気漏れがなければ、時間が経過しても、ノズルチップ３００内の気圧は、図８中の▲１▼で示すように、Ｐ１を維持する。
【００６８】
これに対し、接合部Ｊに空気漏れがある場合には、ノズルチップ３００内の気圧は、図８中の▲２▼で示すように、Ｐ１に上昇後、降下するはずである。したがって、漏れ判定手段１７は、ノズルチップ内加圧工程以後に、圧力センサ１６により検出された気圧が所定時間内に所定の判定値（基準値）ＰＴまで降下した場合、接合部Ｊからの空気の漏れがあると判定する（判定方法１）。なお、判定値ＰＴは、Ｐ０＜ＰＴ＜Ｐ１を満足する値であり、経験的（実験的）に好適な値を求めて設定することができる。
【００６９】
さらに、漏れ判定手段１７は、ノズルチップ内加圧工程を行った際に、圧力センサ１６により検出された気圧が所定の判定値ＰＴまで初めから上昇しなかった場合（図８中の▲３▼で示す）にも、接合部Ｊからの空気の漏れがあると判定する（判定方法２）。
【００７０】
なお、本実施形態では、前記判定方法１と前記判定方法２とで同じ判定値を用いているが、互いに異なる判定値を用いてもよい。
【００７１】
また、漏れ判定手段１７が接合部Ｊからの空気の漏れがあると判定した場合、制御手段１３は、表示手段２５にその旨を表示し、オペレーターにその旨を報知するのが好ましい。
【００７２】
なお、本発明においては、ノズルチップ内加圧工程では、前述したようにノズルチップ３００の先端開口３０１が液面Ｓ下に没した状態で先端開口３０１から気泡を発生しない範囲でノズルチップ３００内を加圧するが、ノズルチップ内加圧工程の前には、先端開口３０１から１回または複数回気泡が発生してもよい（１個または複数個の気泡が発生してもよい）。すなわち、ノズルチップ３００の先端開口３０１が液面Ｓ下に没した後、先端開口３０１から１回または複数回（１個または複数個の）気泡が発生した後に、ノズルチップ内加圧工程を行ってもよい。
【００７３】
次に、図６に基づいて、漏れ判定手段１７の回路構成について説明する。
本実施形態では、漏れ判定手段１７では、圧力センサ１６を、大気圧を測定する手段としても利用する。すなわち、ノズルチップ３００の先端開口３０１が液面Ｓに接触する前に圧力センサ１６から出力された大気圧を表す電流信号は、電流電圧変換回路１７１により電圧信号に変換された後、大気圧測定用ＡＤＣ（アナログ／デジタルコンバータ）１７２に入力される。
【００７４】
判定値設定メモリ１７４には、判定値ＰＴを得るために用いる設定値データが予め格納されている。判定値演算部１７３には、判定値設定メモリ１７４に格納された設定値データを表すデジタル信号と、大気圧測定用ＡＤＣ１７２から出力された大気圧データを表すデジタル信号とが入力される。判定値演算部１７３は、この二つを演算処理して判定値ＰＴを算出する。
【００７５】
算出された判定値ＰＴを表すデジタル信号は、ＤＡＣ（デジタル／アナログコンバータ）１７５によりアナログ信号（電圧信号）に変換された後、コンパレータ１７６に入力される。また、圧力センサ１６から出力されたノズルチップ３００内の気圧を表す電流信号は、電流電圧変換回路１７１により電圧信号に変換された後、コンパレータ１７６に入力される。
【００７６】
コンパレータ１７６は、上記の二つの入力信号の電圧の高低を比較し、その結果、Ｈｉｇｈレベル信号またはＬｏｗレベル信号を判定部１７７へ出力する。判定部１７７は、コンパレータ１７６から入力された信号に基づき、前述した判定方法１および２にのっとって接合部Ｊからの空気の漏れの有無を判定し、その判定結果を表す信号を制御手段１３へ出力する。
【００７７】
漏れ判定手段１７が接合部Ｊからの空気の漏れがあると判定した場合、制御手段１３は、チップ装着部３２に装着されたノズルチップ３００を前述した方法によって交換するように分注装置１を作動させる。これにより、空気漏れの原因となった不良品のノズルチップ３００は廃棄され、新たなノズルチップ３００が装着されるので、接合部Ｊからの空気漏れを解消することができる。よって、分注装置１では、吸入量および吐出量を常に正確に制御して液体の分注を行うことができ、分注量に狂いが生じるのを防止することができる。
【００７８】
また、本発明では、前述したような方法により、ノズルチップ３００内に液体を吸入することなしに、接合部Ｊからの空気漏れの有無を検出するので、空気漏れがあった場合にそのノズルチップ３００を廃棄しても、廃棄したノズルチップ３００に残存する液体の量が実質的にゼロである。よって、液体を無駄に消費するのを防止することができる。その結果、液体が患者から採取した検体である場合に必要な検査項目に対して検体が足りなくなるような不都合を生じたりすることを防止することができ、また、液体が高価な試薬である場合にも、試薬を多量に消費して処理コストが増大するようなことも防止することができる。
【００７９】
さらに、本発明では、接合部Ｊからの空気漏れがあった場合に、ノズルチップ３００内に吸入した液体を吐き戻す動作が不要であるので、処理時間のロスがなく、処理を迅速に行うこともできる。
【００８０】
また、本実施形態の漏れ判定手段１７では、上述したように、大気圧の変動を考慮して判定値ＰＴを算出するので、より正確に判定を行うことができる。なお、本発明では、この判定値は、大気圧によらないものであってもよい。
【００８１】
また、本発明では、漏れ判定手段１７は、ノズルチップ３００内の気圧の時間微分値（１次微分または２次微分）を判定値と比較することによって判定を行うように構成されていてもよい。また、本発明では、漏れ判定手段１７は、本実施形態のようにハード的に構成されたものに限らず、ソフト的に構成されていてもよい。
【００８２】
なお、本発明では、分注装置１は、吸入すべき液体の液面Ｓの高さが予め分かっている場合や、容器の深さが極めて浅いものである場合などには、液面検出工程を行わなくてもよい。その場合には、分注装置１は、ノズルチップ３００の先端開口３０１を所定の位置まで下降させて液面Ｓの僅か下に位置させた後、液体をノズルチップ３００内に吸入するのに先立って、ポンプ７から空気を吐出し、先端開口３０１から気泡を発生しない範囲でノズルチップ３００内を加圧するノズルチップ内加圧工程を行う。その後、前記と同様にして、接合部Ｊからの空気漏れの有無を検出する。
【００８３】
以上、本発明の分注装置を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明の分注装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができ、また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００８４】
また、本発明では、分注する液体は、検体に限らず、例えば試薬（薬液）等、いかなる液体でもよい。
【００８５】
また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各移動手段は、ベルトを利用したものに限定されることなく、いかなる構造を利用したものでもよく、例えば、ボールねじ等の送りねじ、ラック＆ピニオンギア、リニアモータなどを利用した任意の構成とすることができる。
【００８６】
また、チップ装着部を移動させる移動手段は、前述した実施形態では３次元方向に移動させるものであったが、チップ装着部を少なくとも上下方向に移動させるものであればよい。
【００８７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、液体をノズルチップ内に吸入することなしに、ノズルチップとチップ装着部との接合部からの気体の漏れの有無を判定することができる。よって、気体の漏れが発生してノズルチップを交換した場合でも、ノズルチップに残存する液体がほとんどないので、液体の無駄（損失）をなくすことができる。
また、気体の漏れが発生したときに、一旦吸入した液体を吐き戻す動作が不要であるので、処理時間の短縮にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の分注装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す分注装置におけるｘ軸方向移動手段を示す斜視図である。
【図３】図１に示す分注装置におけるｙ軸方向移動手段、ｚ軸方向移動手段および分注ヘッドを示す斜視図である。
【図４】図１に示す分注装置におけるポンプ、チップ装着部およびノズルチップを示す縦断面図である。
【図５】図１に示す分注装置の概略的なブロック図である。
【図６】漏れ判定手段の回路構成を示す図である。
【図７】ノズルチップの先端開口が液面下に没した状態を拡大して示す断面図である。
【図８】ノズルチップ内加圧工程を行った際のノズルチップ内の気圧を縦軸に、時間を横軸にとって示すグラフである。
【符号の説明】
１            分注装置
１１          アーム
１２          ガイドレール
１３          制御手段
１３１        ＣＰＵ
１３２        記憶部
１４          ポンプ駆動手段
１５          ノズル移動手段
１６          圧力センサ
１７          漏れ判定手段
１７１        電流電圧変換回路
１７２        大気圧測定用ＡＤＣ
１７３        判定値演算部
１７４        判定値設定メモリ
１７５        ＤＡＣ
１７６        コンパレータ
１７７        判定部
１８          液面検出手段
２            装置本体
２１          作業台
２２          機器収納部
２３          第２の機器収納部
２４          突出部
２５          表示手段
２６          チップリムーバ
２６１        切欠き
３            分注ヘッド
３１          フレーム
３２          チップ装着部
３２１        通気流路
３２２        下端開口
３３          配管チューブ
４            ｘ軸方向移動手段
４１          スライドブロック
４１１        固定部
４２          駆動プーリー
４３          従動プーリー
４４          パルスモーター
４５          ベルト
５            ｙ軸方向移動手段
５１          スライドブロック
５２          駆動プーリー
５３          従動プーリー
５４          パルスモーター
５５          ベルト
６            ｚ軸方向移動手段
６１          スライドブロック
６２、６３    従動プーリー
６４          ベルト
６５          パルスモーター
６６          プロペラシャフト
６７          固定部材
６８          支持部
７            ポンプ
７１          シリンダ
７２          プランジャ
１００        試験管ラック
２００        チップラック
３００        ノズルチップ
３０１        先端開口
３０２        基端開口
Ｊ            接合部
Ｓ、Ｑ        液面
【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】
2004245697.tif 000008
【図７】
2004245697.tif 000009
【図８】
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