(57)【要約】本発明は移送機構における適正配列を確立及び／又は維持するシステム及び方法を企図する。とくに、本発明は、 (a) ロボット移送機構を保持構体に対して配列させるための精密定位座標を生成するよう動作するレーザー配列装置、 (b) レーザー配列装置をロボット移送機構に対して配列させる配列ツール、 (c) 個別サンプル容器を適正に保持ウェル（井筒）に案内する導入傾斜路、及び／又は(d) １つ又は複数のタイミングベルトに対して適正張力を維持するベルト張力付与装置、のうち１つ又はそれ以上を有する配列システム及び方法を企図する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動検出システムにおける自動ロボット移送機構の、１個又は複数個の試料容器を保持する保持構体に対する配列を確立及び／又は維持する配列システムにおいて、
(a) 試料容器を処理する自動検出システムであって、内部チャンバを包囲するハウジングを有する、該自動検出システムと、
(b) 前記内部チャンバ内の保持構体であって、個別の試料容器を保持する１個又は複数個の保持ウェルを有し、さらに１個又は複数個の基準を有する、該保持構体と、
(c) 前記試料容器を前記内部チャンバ内に自動移送する自動ロボット移送機構であって、さらに、把持機構及びレーザー配列装置を有し、前記レーザー配列装置は、前記１個又は複数個の基準を検出し、またこの検出により前記自動移送機構の前記保持構体に対するホームポジションを決定するよう動作可能な、該自動移送機構と、
(d) 前記自動移送機構の前記保持構体に対するホームポジションに対しての、前記１個又は複数個の保持ウェルのｘ位置及びｙ位置を決定するコントローラと、
を備える配列システム。
【請求項２】
請求項１記載の配列システムにおいて、レーザー配列装置は調整可能ブロックに取付け、前記調整可能ブロックは、前記レーザー配列装置を前記ロボット移送機構に対して調整するよう動作可能な１対の溝孔及び１対のねじを有する、配列システム。
【請求項３】
請求項１記載の配列システムにおいて、レーザー配列装置はさらに配列ツールを有し、前記配列ツールは、前記レーザー配列装置の前記ロボット移送機構に対する配列を確立するよう動作可能な基準を有する、配列システム。
【請求項４】
請求項３記載の配列システムにおいて、前記レーザー配列装置は、さらに、前記レーザー配列装置を前記配列ツールにおける前記基準に対して調整するための第１調整機構を有する、配列システム。
【請求項５】
請求項３又は４記載の配列システムにおいて、レーザー配列装置は、さらに、前記レーザー配列装置を前記配列ツールにおける前記基準に対して調整するための第２調整機構を有する、配列システム。
【請求項６】
請求項３〜５のうちいずれか一項記載の配列システムにおいて、前記配列ツールは、さらに、着脱可能な位置決めピースを有し、前記位置決めピースは、前記把持機構の容器ピックアップステーションに対するｘ軸及びｙ軸方向の配列を確立するよう動作可能な水平表示ライン及び垂直表示ラインを有する、配列システム。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項記載の配列システムにおいて、前記個別の保持ウェルは、さらに、個別の試料容器を前記保持ウェル内に案内し、またこれにより前記容器が前記保持ウェル内に装荷されるとき、前記試料容器のいかなる誤配列をも修正する導入傾斜路を有する、配列システム。
【請求項８】
請求項７記載の配列システムにおいて、導入傾斜路は、複数個の角度付き導入結節部を有する、配列システム。
【請求項９】
請求項７記載の配列システムにおいて、導入傾斜路は、連続したテーパ付き導入傾斜路を有する、配列システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか一項記載の配列システムにおいて、さらに、１個又は複数個のタイミングベルトに張力を付与するよう動作可能なベルト張力付与装置を備える、配列システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の配列システムにおいて、前記張力付与装置は、圧縮ばねとした圧縮機構を有する、配列システム。
【請求項１２】
請求項１０又は１１記載の配列システムにおいて、前記張力付与装置は、さらに、１個又は複数個のディスクワッシャとした圧縮機構を有し、前記ディスクワッシャは、直列、並列又はその組合せで配列する、配列システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうちいずれか一項記載の配列システムにおいて、前記把持機構は、前記試料容器を把持及び／又は保持するよう動作可能な２〜６個の把持フィンガを有する、配列システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の配列システムにおいて、前記把持フィンガは、さらに、互いに対向する２個の半円形状の把持フィンガを有し、前記半円形状の把持フィンガは、前記試料容器を確実に把持及び／又は保持するよう動作可能な把持キャビティを画定する、配列システム。
【請求項１５】
請求項１４記載の配列システムにおいて、前記半円形状の把持フィンガは、さらに、前記把持キャビティ内に試料容器を心出しするよう動作可能な互いに対向する１対の角度付き配列結節部を有する、配列システム。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のうちいずれか一項記載の配列システムにおいて、前記把持フィンガは、さらに、前記容器を確実に保持するよう動作可能なエラストマー把持パッドを有する、配列システム。
【請求項１７】
自動ロボット移送機構の保持構体に対する配列を確立及び／又は維持する方法において、
(a) ロボットヘッド、試料容器を把持機構の中心線周りに把持する該把持機構、前記ロボットヘッドに取付けたレーザー配列装置を有する自動ロボット移送機構を準備するステップと、前記レーザー配列装置において、
(b)複数個の保持ウェル並びに１個又は複数個の基準を有する保持構体を準備するステップと、
(c) 前記レーザー配列装置により前記１個又は複数個の基準を検出し、これにより前記自動ロボット移送機構の前記保持構体に対するホームポジションをセッティングするステップと、及び
(d) コントローラを使用して、前記１個又は複数個の保持ウェルのｘ位置及びｙ位置を決定するステップと
を備える方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、調整可能な前記レーザー配列装置を、配列ツールを使用して前記ロボット移送機構に対して配列させる。方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、前記配列ツールは基準を有し、また前記調整可能なレーザー配列装置を調整して前記基準を検出し、前記ロボット移送機構及び前記把持機構に対する前記レーザー配列装置の配列を確立する、方法。
【請求項２０】
請求項１８又は１９記載の方法において、前記配列ツールは、さらに、着脱可能な位置決めピースを有し、前記位置決めピースは、前記把持機構の容器ピックアップステーションに対するｘ軸及びｙ軸方向の配列を確立するよう動作可能な水平表示ライン及び垂直表示ラインを有する、方法。
【請求項２１】
移送機構タイミングベルトにおける適正張力を維持するベルト張力付与装置において、
(a) 少なくとも１個の軸線、前記少なくとも１個の軸線に沿って移動可能なロボットヘッド、及びタイミングベルトを有するロボット移送機構と、及び
(b) 前記タイミングベルトに張力を付与するよう動作する張力付与装置と
を備え、前記張力付与装置は、
i.  張力付与ハウジング及び遊びプーリに連結した摺動プレートと、
ii.  ねじ山付きシャフトを固定ブロックに対して移動可能にした、該固定ブロック及びねじ山付きシャフトと、
iii.  カウンタボア、プランジャ、及び力を生ずるよう動作可能な圧縮機構を有する張力付与ハウジングであって、前記プランジャが前記カウンタボア及び前記圧縮機構に対して移動可能とした、該張力付与ハウジングと、
を有し、前記ねじ山付きシャフトは、前記プランジャを前記カウンタボア内に駆動するよう動作可能であり、これにより前記圧縮機構を圧縮し、前記タイミングベルトに張力を付与することができる、ベルト張力付与装置。
【請求項２２】
請求項１７記載のベルト張力付与装置において、前記圧縮機構はばねとする、ベルト張力付与装置。
【請求項２３】
請求項１７記載のベルト張力付与装置において、前記圧縮機構は１個又は複数個のディスクワッシャとし、前記ディスクワッシャは、直列、並列又はその組合せで配列する、ベルト張力付与装置。
【請求項２４】
移送機構タイミングベルトにおける適正張力を維持するベルト張力付与装置において、
(a) 少なくとも１個の軸線、前記少なくとも１個の軸線に沿って移動可能なロボットヘッド、及びタイミングベルトを有するロボット移送機構と、及び
(b) 前記タイミングベルトに張力を付与するよう動作する張力付与装置と
を備え、前記張力付与装置は、
i.  ねじ山付きプランジャ、圧縮機構、及び前記タイミングベルトの第１端部に係合するよう動作可能な複数個の歯を有する固定ブロックであって、前記ロボット移送機構を支持するキャリッジに連結した、該固定ブロックと、
ii.  カウンタボア、ねじ山付きプランジャ、及び前記タイミングベルトの第２端部に係合する複数個の歯を有する摺動ブロックであって、前記プランジャが前記カウンタボア及び前記圧縮機構に対して移動可能とした、該摺動ブロックと
を有し、前記ねじ付きプランジャは、前記プランジャを前記カウンタボア内に駆動し、これにより前記圧縮機構を圧縮し、前記タイミングベルトに張力を付与することができる、ベルト張力付与装置。
【請求項２５】
請求項２４記載のベルト張力付与装置において、前記圧縮機構はばねとする、ベルト張力付与装置。
【請求項２６】
請求項２４記載のベルト張力付与装置において、前記圧縮機構は１個又は複数個のディスクワッシャを備え、前記ディスクワッシャは、直列、並列又はその組合せで配列する、ベルト張力付与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１２年３月２９日出願された「ロボット移送機構における適正配列を確立及び／又は維持するシステム及び方法」と題する米国仮特許出願第６１／６１７，４４０号の恩典を請求し、この内容を本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、ロボット移送機構における適正配列を確立及び／又は維持するシステム及び方法を企図する。とくに、本発明は、自動微生物検出システム内にサンプル容器（例えば、培養ボトル）を精密に装荷（ローディング）、移送及び／又は除荷（アンローディング）するロボット移送機構における適正配列を行う配列システム又は手段を企図する。
【背景技術】
【０００３】
生体液における病原微生物の検出は、とくに、敗血症ではできる限り最短期間で行うべきであり、敗血症の場合、医師にとって利用可能な広範囲にわたる抗生物質があるにも係わらず、死亡率は高いままである。患者体液、とくに血液における微生物のような生理活性物質の存在は、一般的に血液培養ボトルを使用して決定される。少量の血液を、閉じたゴム隔膜（セプタム）に貫通して培地を容れた無菌ボトル内に注入し、またこのボトルを３７℃で培養し、微生物の増殖をモニタリングする。
【０００４】
生体サンプルにおける微生物の増殖を検出する機器は現在市場に存在する。このような機器の１つには、本件出願人（譲受人）であるビオメリュー社（bioMerieux, Inc.）によるBacT/ALERT（登録商標）３Ｄ機器がある。この機器は、例えば、ヒト患者からの血液サンプルを含む血液培養ボトルを収容する。この機器はボトルを培養し、培養中に定期的にインキュベータ内の光学検出ユニットがボトルに組込まれた比色センサを分析し、微生物増殖がボトル内で生じたか否かを検出する。光学検出ユニット、ボトル及びセンサは、例えば、特許文献１〜７（これらの内容全体は、それぞれ参照により本明細書に組入れられるものとする）に記載されている。概して生体サンプルにおける微生物検出に関連する他の従来技術としては、特許文献８〜１７（これらの内容全体は、それぞれ参照により本明細書に組入れられるものとする）がある。
【０００５】
全自動化微生物検出システムも従来既知であり、例えば、特許文献１８（これらの内容全体は、それぞれ参照により本明細書に組入れられるものとする）を参照されたい。この特許文献に記載の全自動化微生物検出システムは、以下の特徴部、すなわち、(1) 内部チャンバを包囲するハウジング（例えば、インキュベータチャンバ）、(2) １個又は複数個の容器をシステムの内部チャンバ内に装荷（ローディング）する自動装荷機構、(3) 容器をシステム内の様々な作業流れのステーションに沿って移動又は定位させる自動容器管理機構又はロケータ装置、(4) システム内で容器を移送する自動移送機構、(5) 随意に撹拌アセンブリを設け、複数個の試料容器を保持する１個又は複数個容器保持構体、(6)微生物増殖を検出する検出ユニット、及び／又は(7) システムから試料容器を自動で除荷（アンローディング）する機構、のうち１つ又は複数を備えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第４，９４５，０６０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，０９４，９５５号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１６２，２２９号明細書
【特許文献４】米国特許第５，１６４，７９６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，２１７，８７６号明細書
【特許文献６】米国特許第５，７９５，７７３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，８５６，１７５号明細書
【特許文献８】米国特許第５，７７０，３９４号明細書
【特許文献９】米国特許第５，５１８，９２３号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，４９８，５４３号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，４３２，０６１号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，３７１，０１６号明細書
【特許文献１３】米国特許第５，３９７，７０９号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，３４４，４１７号明細書
【特許文献１５】米国特許第５，３７４，２６４号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，７０９，８５７号明細書
【特許文献１７】米国特許第７，２１１，４３０号明細書
【特許文献１８】米国特許出願公開第２０１１／０１２４０２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、当業者には理解できるように、これら自動機構のうち１つ又は複数、例えば、試料容器（例えば、培養ボトル）を自動微生物検出システム内で精密に装荷、移送及び／又は除荷するための自動移送機構における適正な配列を確立及び／又は維持する、システム、装置及び方法を発展させる必要性が依然としてある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書に開示する本発明自動検出システム及び配列システムは、微生物因子の存在が陽性である検査サンプル（例えば、生体サンプル）を含む試料容器内の増殖を検出するよう動作する全自動微生物検出システムを備える。本明細書に開示する本発明システム及び方法は、以下の潜在的能力を有する、すなわち、(a) 検査室労力及び使用者エラーを減少する、(b) サンプル追跡、追跡可能性及び情報管理を改善する、(c) 検査室自動システムとの仲介をする（インタフェースをとる）、(d) 作業の流れ（ワークフロー）及びエルゴノミクスを改善する、(e) 臨床的に関連する情報を伝達する、(f)結果を速く出すことができる。本明細書に記載の本発明配列システム及び方法は、ロボット配列を改善することによりシステム信頼性を改善し、また自動微生物検出システム内での試料容器（例えば、培養ボトル）の正確又は精密な装荷、移送及び／又は除荷を行うことができる。
【０００９】
従来技術に勝る多くの他の利点及び恩恵を以下の詳細な記載で説明する。
【００１０】
本発明の一態様において、本発明は、自動検出システムにおける自動ロボット移送機構の、１個又は複数個の試料容器を保持する保持構体に対する配列を確立及び／又は維持する配列システムを企図し、この配列システムは、(a) 試料容器を処理する自動検出システムであって、内部チャンバを包囲するハウジングを有する、該自動検出システムと、(b) 前記内部チャンバ内の保持構体であって、個別の試料容器を保持する１個又は複数個の保持ウェルを有する、該保持構体と、(c) 前記試料容器を前記内部チャンバ内に自動移送する自動ロボット移送機構であって、さらに、把持機構及びレーザー配列装置を有し、前記レーザー配列装置は、１個又は複数個の基準を検出し、またこの検出により前記自動移送機構の前記保持構体に対するホームポジションを決定するよう動作可能な、該自動移送機構と、及び(d) 前記自動移送機構の前記保持構体に対するホームポジションに対しての、前記１個又は複数個の保持ウェルのｘ位置及びｙ位置を決定するコントローラとを備える。他の実施形態において、レーザー配列装置を使用して、ロボット移送機構とのインタフェースをとる他の機構又は装置、例えば、保持構体若しくはラックにおける個別ウェル、インデクサ、容器帰還ポート及び／又は廃棄物シュートに対してロボット移送機構を位置決め及び配列させることができる。
【００１１】
一実施形態において、レーザー配列装置は調整可能とし、またレーザー配列装置をロボット移送機構の把持機構に対して配列させるよう調整することができる。レーザー配列装置は調整可能ブロックに取付けることができ、調整可能ブロックは、前記レーザー配列装置を調整、及び次にロックして、前記ロボット移送機構に対するレーザー配列装置の適正配列を確立するよう動作可能な回動ねじ及びロックねじを有する。本明細書のいずれかの箇所で説明するように、基準を有する配列ツールを使用して、レーザー配列装置をロボット移送機構に対して配列させることができる。他の実施形態において、配列システムは、さらに、前記レーザー配列装置のビームを１個又は複数個の基準に対してｘ軸方向及び／又はｙ軸方向に調整するための第１調整機構及び／又は第２調整機構を有する。
【００１２】
他の実施形態において、配列システムのレーザー配列装置は保持構体に配置した１個又は複数個の基準を認識し、これら１個又は複数個の基準を見付け出すことによって、レーザー配列装置がロボット移送機構に対する個別ウェルの精密なｘ位置及びｙ位置又は座標を生成し、この生成は例えば、コントローラによって決定又は計算することができる。
【００１３】
他の実施形態において、配列ツール、より具体的には、配列ツールにおける位置決めピースを使用して、以下に説明するようなインデクサ又は装荷ステーションの一部とすることができるピックアップステーションに対するロボット移送機構の適正配列を確立及び／又は維持することができる。この実施形態によれば、着脱可能な位置決めピースは、ピックアップステーションに対する把持機構の適正な同軸状配列をセット又は確保するよう動作可能である。
【００１４】
さらに他の実施形態において、配列システムの個別保持ウェルは、さらに、個別の試料容器を前記保持ウェル内に案内し、またこれにより前記容器が前記保持ウェル内に装荷されるとき、前記試料容器のいかなる僅かな誤配列をも修正する導入傾斜路を有することができる。導入傾斜路は、複数個の角度付き導入結節部、又は連続したテーパ付き導入傾斜路を有することができる。
【００１５】
さらに別の実施形態において、配列システムは、さらに、１個又は複数個のベルト、例えば、駆動ベルト、タイミングベルト、又はチェーンベルトに適正な張力を維持する１個又は複数個のベルト張力付与装置を備えることができる。この実施形態によれば、ベルト張力付与装置は、ベルトに適正張力を維持するよう動作可能な力を付与する機構又は装置を有する。この機構又は装置は圧縮ばね、１個又は複数個のディスクワッシャ、例えばベルビルワッシャとすることができ、複数個のディスクワッシャは、直列で、並列で、又は直列と並列との組合せで配列することができる。
【００１６】
さらにまた他の実施形態において、配列システムは、ロボットヘッド及び把持機構を備え、把持機構は少なくとも２個の把持フィンガ（例えば、２〜６個の把持フィンガ）を有する。一実施形態において、把持機構は、互いに対向する２個の半円形状の把持フィンガを有し、前記半円形状の把持フィンガは、試料容器（例えば、円形又は半円形の試料容器）を確実に把持及び／又は保持するよう動作可能な把持キャビティを画定する。半円形状の把持フィンガは、さらに、前記把持キャビティ内に前記容器を配列及び心出しするよう動作可能な互いに対向する１対の角度付き配列結節部を有し、例えば、試料容器の中心線が把持機構又は把持キャビティの中心線に同軸状に配列するようにする。把持フィンガは、さらに、前記容器を確実に保持する及び／又は容器の把持フィンガに対する移動を制限するよう動作可能な、軟質又はエラストマーの把持パッドを有するとともに、角度付き配列結節部が容器の把持機構内での適正同軸状配列を保証することができる。
【００１７】
他の態様において、本発明は、移送機構タイミングベルトにおける適正張力を維持するベルト張力付与装置を企図し、このベルト張力付与装置は、(a) 少なくとも１個の軸線、前記少なくとも１個の軸線に沿って移動可能なロボットヘッド、及びタイミングベルトを有するロボット移送機構と、及び(b) 前記タイミングベルトに張力を付与するよう動作する張力付与装置とを備え、前記張力付与装置は、i.張力付与ハウジング及び遊びプーリに連結した摺動プレートと、ii.ねじ山付きシャフトを固定ブロックに対して移動可能にした、該固定ブロック及びねじ山付きシャフトと、iii.カウンタボア、プランジャ、及び力を生ずるよう動作可能な圧縮機構を有する張力付与ハウジングであって、前記プランジャが前記カウンタボア及び前記圧縮機構に対して移動可能とした、該張力付与ハウジングと、を有し、前記ねじ山付きシャフトは、前記プランジャを前記カウンタボア内に駆動するよう動作可能であり、これにより前記圧縮機構を圧縮し、前記タイミングベルトに張力を付与することができる。
【００１８】
さらに他の実施形態において、本発明は、移送機構タイミングベルトにおける適正張力を維持するベルト張力付与装置を企図し、このベルト張力付与装置は、(a) 少なくとも１個の軸線、前記少なくとも１個の軸線に沿って移動可能なロボットヘッド、及びタイミングベルトを有するロボット移送機構と、及び(b) 前記タイミングベルトに張力を付与するよう動作する張力付与装置と、を備え、前記張力付与装置は、i.  ねじ山付きプランジャ、圧縮機構、及び前記タイミングベルトの第１端部に係合するよう動作可能な複数個の歯を有する固定ブロックであって、前記ロボット移送機構を支持するキャリッジに連結した、該固定ブロックと、ii.  カウンタボア、ねじ山付きプランジャ、及び前記タイミングベルトの第２端部に係合する複数個の歯を有する摺動ブロックであって、前記プランジャが前記カウンタボア及び前記圧縮機構に対して移動可能とした、該摺動ブロックとを有し、前記ねじ付きプランジャは、前記プランジャを前記カウンタボア内に駆動し、これにより前記圧縮機構を圧縮し、前記タイミングベルトに張力を付与することができる。
【００１９】
さらに他の実施形態において、本発明は、自動ロボット移送機構の保持構体に対する配列を確立及び／又は維持する方法を企図し、この方法は、(a) ロボットヘッド、試料容器を把持機構の中心線周りに把持する該把持機構、前記ロボットヘッドに取付けたレーザー配列装置を有する自動ロボット移送機構を準備するステップと、前記レーザー配列装置において、(b)複数個の保持ウェル並びに１個又は複数個の基準を有する保持構体を準備するステップと、(c) 前記レーザー配列装置により前記１個又は複数個の基準を検出し、これにより前記自動ロボット移送機構の前記保持構体に対するホームポジションをセッティングするステップと、及び(d) コントローラを使用して、前記１個又は複数個の保持ウェルのｘ位置及びｙ位置を決定するステップと。を備える。一実施形態において、レーザー配列装置は、ロボット移送機構とのインタフェースをとる１つ又は複数の機構又は装置、すなわち、インデクサ、容器ピックアップステーション、保持構体、廃棄物シュート、及び容器帰還ポート又はシュートからなるグループから選択した機構又は装置に対して、ロボット移送機構の適正配列を確立及び／又は維持するよう動作可能とする。
【００２０】
種々の本発明の態様は、添付図面につき種々の実施形態に対する以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明システムの内部コンポーネントを示すよう左側パネルを取外した検出システムの側方から見た斜視図であり、検出システムが垂直方向に積層した複数の保持構体及び自動移送機構を有することを示す。
【図２】図１に示す保持構体及び自動移送機構の斜視図であり、この実施形態において、自動移送機構が、下側の水平支持体、垂直支持体、回動プレート及び試料容器を検出装置内で移送するロボットヘッドを有することを示し、簡明化のため、保持機構及び自動移送機構は検出装置から切り離して示す。
【図３Ａ】図２に示す自動移送機構の回動プレート及びロボットヘッドの斜視図であり、ロボットヘッドは、把持機構の特徴部を明らかにするよう把持機構及び試料容器の断面とともに示し、ロボットヘッドが回動プレートの第１端部で水平に指向した位置をとり、試料容器もやはり水平に指向する向きにある状態を示す。
【図３Ｂ】図２に示す自動移送機構の回動プレート及びロボットヘッドの斜視図であり、ロボットヘッドは、把持機構の特徴部を明らかにするよう把持機構及び試料容器の断面とともに示し、ロボットヘッドが回動プレートの第２端部で垂直に指向した位置をとり、試料容器もやはり垂直に指向する向きにある状態を示す。
【図４】本発明の代替的な実施形態によるロボットヘッド及び把持機構の断面図である。
【図５Ａ】図１〜３Ｂに示す自動移送機構におけるロボットヘッド、把持機構及びレーザーの拡大斜視図である。
【図５Ｂ】図１〜３Ｂに示す自動移送機構におけるロボットヘッド、把持機構及びレーザーの拡大斜視図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、ロボットヘッド及び把持機構に取付けた配列ツールを示す。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、ロボットヘッド及び把持機構に取付けた配列ツールを示す。
【図７】図５Ａ〜５Ｂに示すロボットヘッド及び把持機構の前方から見た斜視図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態による、容器ピックアップステーションに対する図５〜７のロボットヘッド及び把持機構の斜視図であり、容器ピックアップステーションに対する２部分構成配列ツールにおける取外し可能な位置決めピースの斜視図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による、容器ピックアップステーションに対する図５〜７のロボットヘッド及び把持機構における２部分構成配列ツールの斜視図であり、この２部分構成配列ツールの容器ピックアップステーションに対するロボットヘッド及び把持機構の適正同軸状配列のための使用方法を示す。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態による、容器ピックアップステーションに対する図５〜７のロボットヘッド及び把持機構の斜視図であり、ロボットヘッド及び把持機構が容器ピックアップステーションから試料容器を「ピックアップ」している状態を示す。
【図９Ａ】図１〜２に示す保持構体の正面図である。
【図９Ｂ】図１〜２に示す保持構体の正面図である。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態による、図５Ａ〜７の把持機構及び把持フィンガを示す拡大斜視図である。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態による、図５Ａ〜７の把持機構及び把持フィンガを示す拡大斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、図５Ａ〜５Ｂ及び図９〜１０の把持機構及び把持フィンガを示す中実部分図である。
【図１２Ａ】図４〜７及び図１０Ａ〜１１に示す把持フィンガの前方から見た断面図である。
【図１２Ｂ】図４〜７及び図１０Ａ〜１１に示す把持フィンガの前方から見た断面図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるロボットヘッド及び把持機構の斜視図であり、導入傾斜路を有する保持構体のウェル（井筒）に試料容器を装荷している状態を示す。
【図１４】本発明の一実施形態によるロボットヘッド及び把持機構の斜視図であり、導入傾斜路を有する保持構体のウェル（井筒）に試料容器を装荷している状態を示す。
【図１５Ａ】本発明の一実施形態による張力付与装置の、側方から見た斜視図である。
【図１５Ｂ】本発明の一実施形態による張力付与装置の側面図である。
【図１６】図１５Ａ〜１５Ｂの張力付与装置の側面図である。
【図１７】図１５Ａ〜１６に示す張力付与装置の断面図である。
【図１８】図１５Ａ〜１７に示す張力付与装置の分解斜視図である。
【図１９】本発明の他の実施形態による張力付与装置の断面図である。
【図２０】本発明の若干の実施形態によるベルビルワッシャの種々の構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本明細書で開示する本発明は、自動移送機構の適正配列を確立及び／又は維持する配列システム及び方法を企図する。配列システム及び方法の説明する実施形態がどのように動作するかをよりよく理解できるよう、本明細書は、特定の自動検出システム及び検出システム内で試料容器を移送する特定の自動移送機構との関連で配列システム及び方法を記載する。しかし、当業者には、配列システム及び方法は他の実施形態でも実施できることは理解できるであろうし、また本明細書に記載する特定実施形態からの変更例が特定の実施に適合するよう想到され、また本発明を実施する好適な実施形態及び最良モードに関する本明細書の記載は例示的であり、これらに限定されるものではない。
【００２３】
システム概要
ピックアップステーションから試料容器をピックアップし、試料容器を複数個の保持ウェルに対して移送及び装荷及び／又は除荷するよう動作する自動移送機構の適正な配列を確立及び／又は維持する配列システム及び方法を本明細書に記載する。一態様において、配列システム及び方法は、自動検出システム内で、又はサンプル容器に含まれる検査サンプルにおける微生物因子の存在を非侵襲的に検出する機器内で自動移送機構の適正配列を確立及び／又は維持するよう動作する。他の態様において、配列システム及び方法は、自動検出システム内で、又はロボット移送機構とのインタフェースをとる機器、例えばインデクサ、容器ピックアップステーション、保持構体及び保持構体に収容される１つ又は複数の保持ウェル、廃棄物シュート、並びに容器帰還ポート又はシュート内で、自動移送機構の他の機構又は装置に対して適正配列を確立及び／又は維持するよう動作する。概して、任意な既知の検査サンプル（例えば、生体サンプル）を使用することができる。例えば、検査サンプルは１つ又は複数の微生物因子を含むと疑われる臨床的又は非臨床的なサンプルとすることができる。臨床的サンプル、例えば体液は、限定しないが、血液、血清、血漿、血液画分、関節液、尿、精液、唾液、糞便、脳脊髄液、胃内容物、膣分泌物、組織ホモジネート、骨髄穿刺液、骨ホモジネート、痰、吸引物、綿棒ぬぐい物（スワブ）及び綿棒ぬぐいすすぎ液、他の体液等がある。検査すべき非臨床的サンプルとしては、限定しないが、食品、飲料、薬剤、化粧品、水（例えば、飲料水、非飲料水、及び廃水）、海水バラスト、空気、土壌、下水、植物性材料（例えば、種、葉、茎、根、花、果実）、血液製剤（例えば、血小板、血清、血漿、白血球画分等）、ドナー臓器又は組織サンプル、細菌戦用サンプル等がある。一実施形態において、検査される生体サンプルは血液サンプルとする。
【００２４】
本発明のこの態様によれば、本明細書に記載する配列システム及び方法は、特許文献１８（米国特許出願公開第２０１１／０１２４０２８号であり、参照により本明細書に組入れられるものとする）により詳細に記載されている自動検出装置に関連して実施できる。端的に述べると、検査サンプルにおける微生物増殖を迅速で非侵襲的に検出する自動検出装置は、以下の特徴部、すなわち、(a) 検査サンプル内に存在するかもしれない任意の微生物を培養するため培地を配置した内部チャンバを有する封止可能な試料容器、(b) 内部チャンバ（例えば、温度及び湿度が調節されたチャンバ又は培養チャンバ）を包囲するハウジング、(c) 内部チャンバ内に収納され、また個別試料容器を保持する複数個のウェルを有する保持構体、(d) 試料容器を内部チャンバ内に自動的に装荷する自動装荷機構、(e) １つ又は複数の容器ワークフローステーション、例えば容器ピックアップステーション若しくは場所に試料容器を移動するよう動作する容器ロケータ装置、(f) 内部チャンバ内に試料容器を自動移送するよう内部チャンバ内に配置した自動移送機構、(g) 試料容器内における微生物増殖を検出するよう内部チャンバ内に配置した検出ユニット、及び／又は(h) 「陽性」及び／又は「陰性」試料容器を除荷する自動除荷機構、のうち１つ又は複数を有することができる。
【００２５】
本発明の他の態様において、本明細書に記載の配列システムは、以下の特徴部、すなわち、(1) 精密な定位座標（ｘ位置及びｙ位置）及び／又はロボット移送機構とのインタフェースをとる１つ又は複数の機構若しくは装置、例えば、複数個のウェルを有する保持構体及び／又は容器ピックアップステーション若しくは場所に対して、ロボット移送機構を配列させ、これにより試料容器を適正にピックアップ、移送、装荷及び／又は除荷できるように動作するレーザー配列装置、(2) ロボット移送機構に対するレーザー配列装置の適正な配列を確立及び／又は維持し、ロボット移送機構とのインタフェースをとる１つ又は複数の他の機構又は装置に対するロボット移送機構の適正配列を確立する配列ツール、(3) 個別保持ウェルに関連して個別試料容器を保持ウェル内に案内し、容器を個別保持ウェル内に装荷するとき試料容器のいかなる誤配列をも修正若しくは補償する導入傾斜路、(4) 少なくとも２個の把持フィンガを有し、これら把持フィンガが把持キャビティ、中心線を画定する把持機構であって、把持機構の中心線周りに試料容器を確実に把持及び／又は保持する、該把持機構、及び／又は(5) 自動移送機構の１つ又は複数のタイミングベルトに対して適正な張力を生ずる及び／又は維持する１つ又は複数のベルト張力付与装置、のうち１つ又は複数を有することができる。
【００２６】
検出システム
次に図面につき説明すると、図１は、本明細書に記載の配列システム及び／又は方法を使用することができる自動検出システムを示す。図１に示すように、自動検出システム２は、内部チャンバ１０（例えば、温度及び湿度が調節されたチャンバ又は培養チャンバ）を包囲する、前面パネル６Ａ及び後面パネル６Ｂ、サイドパネル（図示せず）、並びに頂部パネル８Ａ及び底部パネル８Ｂを有するハウジング４を備え、システム内での微生物増殖を促進及び／又は増進できるようにする。ハウジングは、さらに、ユーザー又は技師が包囲された内部チャンバ１０（例えば、温度及び湿度が調節されたチャンバ又は培養チャンバ）にアクセスできるよう動作可能なアクセスドア１２を有する。ドア１２は、さらに、１つ又は複数のユーザー・インタフェースディスプレイ１４と、「陽性」容器を回収するための１つ又は複数の容器ポート１６と、及び代表的には「陰性」容器である廃棄容器を収容するための下側アクセスパネル１８とを有する。図１に示すように、自動検出システム２は、さらに、システム内に試料容器を装荷するための自動装荷機構２０を有する。自動装荷機構２０の使用により、包囲された内部チャンバ１０を攪乱することになるアクセスドア１２の開放をすることなく、試料容器を内部チャンバ１０内に装荷できる。
【００２７】
自動検出システムは、さらに、概して１個又は複数個の個別の試料容器、例えば、複数個の個別の試料容器を保持する保持手段又は構体２０を有する。検出システム２の保持手段又は構体２０は、個別の試料容器を取扱い操作する種々の物理的形態をとることができ、これにより多数の容器（例えば、使用する特定保持構体に基づいて２００又は４００個の容器）を同時に処理できるようになる。保持手段又は構体を使用して、試料容器の保管、撹拌及び／又は培養できる。１つの可能な形態を図１に示す。しかし、当業者には理解できるように、本発明の実施において保持手段又は構体に対する他の設計も可能であり、また想定される。
【００２８】
図１〜２に示すように、図示のシステムは、複数個の垂直積層保持構体２０を有する。１つの可能な形態は、複数個の垂直積層容器保持構体又はラック２２を使用し、各ラック２２は、各個に個別の試料容器を保持する１つ又は複数の個別の試料容器収容構体又はウェル（井筒）２４を有する。一実施形態において、保持構体又はラック２２は、各個に個別の試料容器を保持する複数の試料容器収容構体又はウェル（井筒）２４を有する。この実施形態によれば、２個又はそれ以上の垂直積層保持構体又はラック２２を使用することができる。例えば、約２個〜約４０個、約２個〜約２０個、又は約１６個の垂直積層保持構体又はラックを使用することができる。再び図１〜２につき説明すると、検出システム２は、温度及び湿度が調節された内部チャンバ（又は培養チャンバ）１０を備え、この内部チャンバ１０には、１６個の垂直方向に積層配置した保持構体又はラック２２を設け、各ラック２２はそれぞれ１個又は複数個の個別の容器収容構体又はウェル２４を有する。他の実施形態において、各保持構体又はラック２２は、約２個〜約４０個、約２個〜３０個、又は約２〜約２０個の収容構体又はウェル２を有する。さらに他の実施形態において、図１〜２に示すように、保持構体又はラック２２は、互い違いに配置した２列の収容構体又はウェル２４を有することができる。
【００２９】
当業者であれば理解できるように、個別の容器収容構体又はウェル２４それぞれは、特定のＸ及びＹの座標位置又はアドレスを有し、ここでＸは、各容器収容構体又はウェル２４の水平方向位置、及びＹはその垂直方向位置である。本発明によれば、個別のウェル２４には自動移送機構又はロボット移送機構若しくはアームがアクセスすることができる。例えば、図１〜３Ｂに示すように、また以下に詳細に説明するように、自動移送機構３０、例えば、ロボット移送機構が、ロボットヘッド３２、及びひいては特定容器をライン２２における特定ウェル２４（すなわち、特定Ｘ，Ｙ位置）に移動するよう動作し、またそこに装填する。他の実施形態において、個別ウェルの中心線２８（例えば、図９Ａ〜９Ｂ参照）に対するＸ及びＹ位置はコントローラを使用して決定でき、またロボット移送機構は、ロボットヘッド３２及びひいては試料容器をラック２２における特定ウェル２４（特定ウェルの中心線に対するＸ，Ｙ位置で決まる）に移動するよう動作し、またそこに容器を入れることができる。動作にあたり、自動移送機構３０は、例えば、エントランス場所又は容器ピックアップステーションにおける特定容器をピックアップし、この容器を移送し、また検出システムの個別のウェル２４内に装填するよう動作することができる。さらに特許文献１８に記載のように、自動移送機構は、微生物増殖が「陽性」であると決定された試料容器を特定ウェル２４から取出し、このように決定された試料容器を陽性容器退去場所１６に移送する、及び／又は微生物増殖が「陰性」であると決定された試料容器を陰性容器場所又は廃棄貯蔵所に移送するよう動作することもできる。
【００３０】
移送機構及び把持機構
例えば、図３Ａ〜３Ｂに示すように、図示の自動検出システム２は、システム内で試料容器を移送するよう動作可能な自動移送手段又は機構（例えば、ロック移送アーム）を有する。検出システム２は、図１に明示するような自動装荷機構２０から試料容器を受け容れることができる。容器がエントランス場所又はポートにおいてシステムに進入するとき、特許文献１８により詳細に説明されているように、移送機構が、試料容器をピックアップし（例えば、ピックアップステーション又は場所で）、また検出システム２に移動することができる。本発明のこの態様によれば、移送機構（例えば、ロボット移送アーム）は、さらに、個別の試料容器５０をピックアップする又は収容するよう動作し、またその容器を検出システム２内の保持構体又はラック２２における個別のウェル２４に移送及び配置するよう動作可能な容器把持機構又はグリッパを有する。しかし、当業者であれば理解できるように、本発明の実施においてロボット移送アーム及び／又はグリッパ機構に対する他の設計も可能であり、また想定される。
【００３１】
試料容器５０は、一般的には検出システム２内に垂直の向き（すなわち、容器の頂部又はキャップ部分が上向き）にして装荷される。しかし、図１〜２に明示するように、容器５０は、保持構体又はラック２２における水平向きの複数個のウェル２４内に配置又は保持され（すなわち、試料容器も水平向きに指向させられ）、また随意的に微生物増殖を増進するよう撹拌される。したがって、自動移送機構は、装荷機構２０又はピックアップステーションから保持構体又はラック２２への容器５０の移送中に垂直向きから水平向きに容器５０の向きを再調整しなければならない
【００３２】
動作にあたり、自動移送機構３０は、検出システム２の内部チャンバ１０内で試料容器５０を移送又は移動又は移転するよう動作できる。例えば、一実施形態において、移送機構３０は試料容器５０をピックアップステーション又は場所（例えば、エントランス場所又はポート）から複数個の保持構体又はラック２２のうち１つへ移送することができる。他の実施形態において、移送機構は「陽性」及び「陰性」の容器を保持構体又はラック２２から取出し又は除荷するよう動作することができる。この自動除荷機構は、各試料容器５０に対して「陽性」又は「陰性」決定がなされた後、容器５０を保持構体又はラック２２のウェル２４から取出すのを確実にするよう動作でき、これにより他の容器を検出システム２内に装荷する余地を生ぜしめ、したがって、システムの処理量を増大することができる。
【００３３】
一実施形態において、移送機構３０は、ロボット移送アームとすることができる。概して、従来既知の任意なタイプのロボット移送アームを使用することができる。例えば、ロボット移送アーム３０は多軸ロボットアーム（例えば、２-、３-、４-、５-、又は６-軸ロボットアーム）とすることができる。さらに、移送機構又はロボット移送アームの必要な運動を助成するため、検出システム２の内部チャンバ１０にはロボット移送アームのための支持体を１個又は複数個設けることができる。例えば、１個又は複数個の垂直支持体及び／又は１個又は複数個の水平支持体を設けることができる。移送機構又はロボット移送アームは、保持構体又はラック２２における個別のウェル２４のうち任意なウェルにアクセスする必要に応じて、これら支持体にわたり移動又は摺動及び昇降する。上述したように、ロボット移送アームは、試料容器の向きを垂直向き（すなわち、容器の頂部又はキャップが上側になる上向き）から水平向き（すなわち、容器５０が側面を横たえる向き）に変化させるよう動作することができ、例えば、ピックアップ又は装荷ステーションから保持構体及び／又は撹拌アセンブリ内配置への移送を容易にする。
【００３４】
一実施形態において、ロボット移送アームは２-又は３-軸ロボットアームとし、本明細書に記載の容器ウェル２４のような特定場所に向けて、容器５０を１つ又は複数の水平軸線（例えば、ｘ軸線及び／又はｚ軸線）方向及び随意的に垂直軸線（ｙ軸線）方向に移送することができる。この実施形態によれば、２軸ロボットアームは、２軸（例えば、ｘ軸線及びｚ軸線）方向に移動できるとともに、３軸ロボットアームは、３軸（例えば、ｘ軸線、ｙ軸線及びｚ軸線）方向に移動できる
【００３５】
他の実施形態において、２-又は３-軸ロボットアームは、さらに、１つ又は複数の回転運動を採用することができ、試料容器５０を１つ又は複数の軸線周りに回転するよう移送又は移動することができる。この回転運動によれば、ロボット移送アームは、本明細書における他のいずれかの箇所で説明するように、試料容器５０を垂直装荷向きから水平向きに移送できるようになる。例えば、ロボット移送アームは回転運動を採用して、試料容器を水平軸線周りに回転するよう移動することができる。このタイプのロボット移送アームは、３-又は４-軸ロボットアームとして定義する。例えば、１つの水平軸線（ｘ軸線）、１つの垂直軸線（例えば、ｙ軸線）、及び一回転軸線における運動ができるロボットアームは３-軸ロボットアームとしてみなす。一方、２つの水平軸線（例えば、ｘ軸線、ｚ軸線）、垂直軸線（ｙ軸線）及び１つの回転軸線における運動ができるロボットアームは、４-軸ロボットアームとしてみなす。同様に、単独水平軸線（例えば、ｘ軸線）、垂直軸線（ｙ軸線）及び２つの回転軸線における運動ができるロボットアームも４-軸ロボットアームとしてみなす。さらに他の実施形態において、ロボット移送アーム３０は、４-、５-、又は６-軸ロボットアームとすることができ、これによりｘ、ｙ及びｚ軸線方向の移動、並びに１軸線周りの回転運動（すなわち、４-軸ロボット）、２軸線周りの回転運動（すなわち、５-軸ロボット）、は水平軸線（ｘ及びｚ軸線）及び垂直軸線（ｙ軸線）の３つすべての軸線周りの回転運動（すなわち、５-軸ロボット）が可能になる。
【００３６】
自動移送機構又はロボット移送アームに対する１つの可能な設計のものを図１〜３Ｂに示す。図１〜３Ｂに示すように、ロボット移送アーム３０は、１個又は複数個の水平支持構体４０、１個又は複数個の垂直支持構体４２、及びロボットヘッド３２を有し、このロボットヘッド３２には、試料容器５０をピックアップ、把持及び／又は保持する１つ又は複数の機能特徴部又は装置（すなわち、把持機構）３４を設ける。ロボットヘッド３２は、水平支持体及び／又は垂直支持体のうち１つに連結及び／又は取付けることによって支持することができる。一実施形態において、図１〜３Ｂに示すように、ロボット移送アーム３０は、下側の水平支持構体４０及び単独の垂直支持構体４２を有する。図示しないが、当業者には理解できるように、上側水平支持構体又は他の同様な手段を使用して、さらに垂直支持構体を支持又は案内できる。概して、従来既知の任意な手段を使用して、ロボットヘッド３２を垂直支持レール４２に沿って昇降させ（図２の矢印４６で示すように）、水平支持構体４０に沿って垂直支持レール４２を往復移動させる（図２の矢印４７で示すように）ことができる。例えば、図２に示すように、ロボット移送アーム３０は、さらに、ロボットヘッド３２を垂直支持レール４２に沿って上下に（矢印４６参照）移送又は移動して、容器５０を垂直軸線（すなわち、ｙ軸線）に沿って移送又は移動するよう動作する垂直駆動モータ６０及び垂直駆動ベルト又はタイミングベルト６２を有する。垂直支持構体４２は、さらに、図２に示すように、垂直案内レール６４、及びロボットヘッド支持ブロック又はキャリッジ６６を有することができる。従って、垂直支持構体４２、垂直案内レール６４、垂直駆動モータ６０、及び垂直駆動ベルト又はタイミングベルト６２によれば、ロボット移送アーム３０が、ロボットヘッド支持ブロック又はキャリッジ６６及びひいてはロボットヘッド３２及び試料容器５０をｙ軸に沿って移動又は移送することができる。同様に、図２に示すように、ロボット移送アーム３０は、さらに、第１水平駆動モータ（図示せず）、第１水平駆動ベルト又はタイミングベルト７２、及び水平案内レール７４を有し、垂直支持構体４２を水平案内レール７４に沿って、したがって、第１水平軸線（ｘ軸線）に沿って検出システム２のハウジング４内で往復（すなわち、左から右へ及び／又は右から左へ）移動させる（矢印４７参照）よう動作する。したがって、水平支持構体４０、第１水平駆動モータ（図示せず）、第１水平駆動ベルト７２及び水平案内レール７４は、ロボット移送アーム３０が試料容器５０をｘ軸線に沿って移動又は移送できるようにする。本願人は、水平軸線に沿って移動可能な垂直支持体を設けることによって、ロボット移送アームが機器内でより増加した領域にわたり移動できるので、検出システム内での能力を増大できることを見出した。さらに、本願人は、可動垂直支持体を有するロボット移送アームは、より信頼性の高いロボット移送アームを提供するものと確信する。
【００３７】
図１〜３Ｂに明示するように、自動移送機構又はロボット移送アーム３０は、さらに、リニア又は水平スライド８２、及び回動プレート８０を有することができる。例えば、図１〜３Ｂに示すように、リニア又は水平スライド８２は、ロボットヘッド３２及び把持機構３４を支持する。リニア又は水平スライド８２及びロボットヘッド３２は、ロボットヘッド支持ブロック６６及び垂直案内レール６４（既に説明した）に連結及び／又は取付けることによって支持することができる。この実施形態によれば、リニア又は水平スライド８２は、垂直軸線（ｙ軸線）に沿ってロボットヘッド支持ブロック６６及び垂直案内レール６４を介して上下に（図２の矢印４６参照）に移動し、ロボットヘッド３２及び／又は試料容器５０を検出システム２のハウジング４内で上下に（すなわち、垂直軸線（ｙ軸線）に沿って）上下に移動又は移送することができる。図１〜３Ｂに示すように、リニア又は水平スライド８２は、さらに、案内レール８２を有する回動プレート８０、回動溝孔８４、及び回動溝孔カム追従子８６を備え、回動溝孔カム追従子８６は、ロボットヘッド３２をリニア又は水平スライド８２に沿って前から後へ、又は後から前へ摺動又は移動させ、これにより容器５０を第２水平軸線（すなわち、ｚ軸線）に沿って移送又は移動させることができる。この実施形態によれば、第２水平駆動モータ又は水平摺動モータ（図示せず）、及び摺動駆動又はタイミングベルト（図示せず）を使用し、ロボットヘッド３２をｚ軸線に沿って移動することができる。したがって、リニア又は水平スライド８２、水平摺動モータ及び摺動ベルトによれば、ロボットヘッド３２が試料容器５０をｚ軸線に沿って移動又は移送することができる。従来既知の１つ又は複数のセンサ（例えば、図３Ａの参照符号９０参照）を使用して、リニア又は水平スライド８２におけるロボットヘッド３２の初期位置又はホームポジションを示すようにすることができる。
【００３８】
図１〜３Ｂに示すように、ロボットヘッド３２がリニア又は水平スライド８２、回動プレート８０、及び回動プレート案内レール８４に沿って移動するとき、回動溝孔８４及び回動溝孔カム追従子８６は、回動キャリッジ８８を水平軸線（ｘ軸線）周りに回転させ、またしたがって、ロボットヘッド３２を水平向き（図３Ａに示す）から垂直向き（図３Ｂに示す）に、又はその逆に回転させる。本明細書における他のいずれかの箇所で説明するように、容器５０を導入時垂直向きから水平向きに移送することは、保持構体又はラック２２の水平向きウェル２４内に装填する又は配置するのに必要である。したがって、回動プレート８０、回動溝孔８４及び回動キャリッジ８８によれば、ロボットヘッド３２が試料容器５０を、検出システム２内に装荷するときの垂直向きから水平向きに向き再調整でき、したがって、試料容器５０を自動装荷機構２０又はピックアップステーションから保持構体又はラック２２におけるウェル２４に移送できる。図１に示すように、自動移送機構は、さらに、検出システム２内でのケーブル管理を行う１つ又は複数のケーブル管理チェーン９２と、ロボット移送機構を制御する回路板９４とを有することができる。さらに他の実施形態において、ロボット移送アーム３０は、さらに、垂直駆動ベルト６２にブレーキを掛けるよう動作できるブレーキ機構９６を有し、これによりロボット移送アーム３０が機器の底部に落下する（例えば、電源喪失に起因して）のを防止する。
【００３９】
ロボット移送アーム３０は、さらに、試料容器５０をピックアップ、把持又は保持する把持機構３４を有する。例えば、図１〜３Ｂに示すように、把持機構３４は少なくとも２個の把持フィンガ３６を有する。他の実施形態において、把持機構は２個〜６個の把持フィンガ、２個〜４個の把持フィンガ、３個の把持フィンガ、又は４個の把持フィンガを有することができる。可能な一実施形態において、把持機構３４は、さらに、リニアアクチュエータ３８及びリニアアクチュエータモータ３９を有し、このリニアアクチュエータモータ３９はリニアアクチュエータを移動させて把持フィンガ３６を開閉させるよう動作することができる。動作にあたり、従来既知のように、アクチュエータモータ３９を使用して把持機構３４のリニアアクチュエータ３８を移動し、したがって、把持フィンガ３６を移動させることができる。例えば、リニアアクチュエータは第１方向（例えば、モータに向かう方向）に移動してフィンガを閉じ、また容器５０を把持することができる。逆に、リニアアクチュエータが第２方向（例えば、モータから離れる方向）に移動して、把持フィンガを開き、また容器５０を釈放することができる。本願人は、予想外に１個又は複数個の把持フィンガ３６を使用することにより、把持機構３４が多様な異なる容器５０に対処できる（ピックアップ及び／又は保持する）ことを見出した。さらに、出願人は、試料容器５０の長さの１／４〜１／２にわたり延在する把持フィンガ３６を使用することにより、把持フィンガは従来既知の多数の容器（例えば、ロングネック血液培養ボトル）に対処できる（ピックアップ及び／又は保持する）ことを見出した。
【００４０】
把持機構の他の実施形態を図４に示す。図４に示すように、把持フィンガ３６ａ，３６ｂはシャフトの周りに回転し、試料容器（図示せず）の周囲で閉じ、容器を把持しまた確実に保持する。この実施形態によれば、２個の引張りばね１１６により把持フィンガ３６ａ，３６ｂに対して容器を把持及び保持する力を発生する。引張りばね１１６を使用することにより、電力喪失の場合にも確実に容器が落下しないようにする把持力を発生する。引張りばね１１６は、容器把持を維持するのに電力は不要である。さらに、２個の引張りばね１１６を使用することにより、一方のばねが破断したり、取付けポイントから脱落したりする場合でも、グリッパに冗長性を与える。
【００４１】
グリッパを開放するには、引張りばね１１６の力に打ち勝たねばならない。図４に示すように、摺動カムブロック１９０が力を把持フィンガ３６ａ，３６ｂに加える。把持フィンガ３６ａ，３６ｂは、摺動カムブロック１９０が係合するレバー１８２を有する構成とする。リニアアクチュエータモータ１８４はリードねじ１８６を駆動し、このリードねじ１８６がナット１８８を駆動し、このナット１８８がばね１９４に荷重を加え、このばね１９４が摺動カムブロック１９０をレバー１８２に向けて移動する。ナット１８８は、モータ１８４により生ずる回転運動によって、リードねじ１８６の長さに沿って並進移動する。ナット１８８は、摺動カムブロック１９０における窪んだポケット内に保持することによって、回転を拘束される。摺動カムブロック１９０は、グリッパハウジングに係合する突起１９２（図５Ａ〜６Ａ参照）を有し、摺動カムブロック１９０が回転するのを防止し、これによりリニアな運動のみに拘束される。さらに図示のように、２個のセンサを有し、すなわち、把持フィンガが「開」位置にあるときを第１又は開放センサ１９６が検出し、及び把持フィンガ３６ａ，３６ｂが「閉」位置にあるときを第２又は閉鎖センサ１９８が検出する。一実施形態において、図４に示すように、開放センサ１９６及び閉鎖センサ１９８は、フラグ１９７が検出をトリガするとき、「開」位置及び「閉」位置の検出を示す。
【００４２】
動作にあたり、ナット１８８によって加わる力はばね１９４に伝達される。ばね１９４の剛度は、グリッパの引張りばね１１６が開いている間には圧縮されないものとする。グリッパが完全に開いた位置に達するとき、硬質止め部１９５に係合し、開放回転が止む。第１センサ１９６は把持フィンガが完全に開放したことを検出し、リニアアクチュエータモータ１８４を停止する。モータ１８４はグリッパ開放センサ１９６がトリガされたとき即座には停止しない。センサがトリガされた後の短い時間にわたりリードねじ１８６はナット１８８を前方に移動させ続け、ばね１９４を圧縮又は偏位させる。ばね１９４の圧縮によれば、ナット１８８がリードねじ１８６上にロックされるのを防止する。
【００４３】
本明細書における他のいずれかの箇所で説明するように、自動移送機構又はロボット移送アーム３０及び把持機構３２は、システムコントローラ（図示せず）の制御下に置かれ、検出システム２内で試料容器５０の管理（例えば、ピックアップ、移送、配置及び／又は容器取出し）を行うようプログラムすることができる。一実施形態において、コントローラは、１つ又は複数の個別試料容器ウェル２４のＸ及びＹ位置（又は中心線のＸ及びＹ位置）を決定し、このＸ及びＹ位置をロボット移送機構に与え、試料容器５０の個別ウェル２４内への適正配置又は装填を行うことができる。
【００４４】
レーザー配列装置及び配列ツール
一実施形態において、本発明は、ロボット移送機構を保持構体及び１個又は複数個の保持又は収容ウェルに対して配列させるための精密位置座標を与え、これにより、試料容器を１個又は複数個の保持又は収容ウェルに対して適正配置又は装荷、及び除荷するよう動作可能な、レーザー配列装置を有する配列システムを企図する。動作にあたり、レーザー配列装置を使用して、保持構体における１個又は複数個の基準を検出することができ（すなわち、検出するよう動作可能とし）、これによりロボット移送機構の保持構体に対する初期位置又はホームポジションを決定する（例えば、把持装置中心線の保持構体に対する初期位置又はホームポジションを決定する）。次にコントローラを使用して、各個別ウェルにおけるロボット移送機構の初期位置又はホームポジションに対するＸ及びＹ位置（例えば、各個別ウェルにおける中心線に関するＸ及びＹ位置）を決定又は計算することができ、これにより容器の個別ウェル内への正確な配置又は装填を確実にする。他の実施形態において、本発明は、ロボットヘッド及び把持装置に取付けることができる配列ツール、及びレーザー配列装置におけるロボットヘッド及び把持装置（把持装置の中心線）に対する適正配列を確立する方法を企図する。本願人は、レーザー配列装置及び把持装置の適正な配列が、ロボット移送機構及びひいては把持機構の保持構体又はラックにおける個別ウェルに対する適正配列を確立するのに役立てられることを見出した。換言すれば、レーザー配列装置の把持機構（例えば、把持機構の中心線）に対する適正配列を確立することにより、レーザー配列装置を使用して、把持機構の保持構体における１個又は複数個の基準に対する適正配列を確立及び／又は維持することができる。次に、コントローラを使用して、上述したように、各個別ウェル（例えば、個別ウェルの中心線）のＸ及びＹ位置を決定又は計算することができる。
【００４５】
以下図面につき説明すると、図５Ａ〜７は、本発明の一実施形態によるロボットヘッド３２及び把持機構（又はグリッパ）３４を示す。図示のように、また上述したように、ロボットヘッド３２は、互いに対向する２個の把持フィンガ３６ａ及び３６ｂを設けた把持機構３４を有する。さらに、上述したように、ロボットヘッド３２は回動プレート８０及びリニア又は水平スライド８２（例えば、図２〜３Ｂ参照）に取付け、これにより上述したように、ロボットヘッドのｚ軸線に沿う移動、及びｘ軸線周りの回転を可能にする。ロボットヘッドは、さらに、レーザー配列装置１００を有し、このレーザー配列装置１００は、レーザーケーブル１０６を介するコントローラ装置の制御の下にレーザービーム１０２（例えば、図５Ｂ参照）を伝送することができる。製造業者から受取るとき、レーザービーム投射の角度公差は、一般的に、そのケース取付け面に対して±３゜である。レーザーのこの製造変動を考慮して、レーザーを調整可能なベース１０４に取付けることができる。レーザービーム１０２はレーザー装置１００の前面から出射し、例えば、保持構体又はラックの表面からのビーム反射を検出する。一般的に、レーザービーム１０２を使用して表面の端縁（又は上述したように、基準の端縁）を検出することができ、また０.３ｍｍ以内で反復可能である。レーザービームは、本明細書における他のいずれかの箇所で説明するように、配列ツールを使用して、グリッパの中心線に対する固定位置に調整する。配列ツールは、基準プレート５６及び配列基準（６Ａ〜６Ｂ参照）、並びに随意的に着脱可能な位置決めピース２４０（図８Ａ〜８Ｃ参照）を支持する支持アーム５４を有し、またこの支持アーム５４は、１個又は複数個のピンを使用してグリッパに精密に着脱可能に取付ける。使用にあたり、レーザーから配列ツールまでの距離は、レーザーから保持構体又はラックに位置する基準までの距離と同一にする。
【００４６】
調整可能なレーザー配列装置１００は、調整可能なベース１０４を使用してロボットヘッド３４に取付けることができ、さらに、このベース１０４は、レーザービーム１０２をｘ軸線に沿って調整するための第１調整機構１０５ａ〜ｄ、及びレーザービーム１０２をｙ軸線に沿って調整するための第２調整機構１０８を有する。第１及び第２の調整機構１０５，１０８は独立的に調整することができ、また適正に調整した後所定位置にロックすることができる。第１調整機構１０５は、枢着ねじ１０５ｃであって、この周りにレーザーが回転できるようにする、該枢着ねじ１０５ｃ（図６Ａ参照）と、レーザーをｘ軸線に沿って調整でき、レーザーを適正に配列させた後にレーザーを固定するようロックできる２個のロックねじ１０５ａ，１０５ｂと有する。第１調整機構１０５は、さらに、レーザーの枢着ねじ１０５ｃ周りの回転を容易にする調整ねじ１０７を有する。動作にあたり、調整ねじ１０７を締付けるとき、レーザービーム１０２はｘ軸線上で左から右に移動する。第１調整機構は、さらに、調整ねじ１０７を緩めるとき、レーザービーム１０２を右から左にｘ軸線に沿って移動させる復元力を与えるばね１０５ｄを有する。
【００４７】
第２調整機構１０８ａ〜ｃは、枢着ピン１０８ｂであって、その周りにレーザーが回転できる該枢着ピン１０８ｂと、ロックねじ１０８ａであって、それに沿ってレーザーをｙ軸線方向に調整でき、また適正に配列した後にレーザーを固定するようロックできる、該ロックねじ１０８ａとを有する。第２調整機構１０８ａ〜ｃは、さらに、レーザーの枢着ピン１０８ｂ周りの回転を容易にする調整ねじ１０９を有する。動作にあたり、調整ねじ１０９を締付けるときレーザービーム１０２はｙ軸線方向にｙ軸線上の低い位置からより高い位置に移動する。第２調整機構は、さらに、調整ねじ１０９を緩めるとき、レーザービーム１０２をｙ軸線上のより高い位置からより低い位置に移動させる復元力を与える少なくとも１個のばね１０８ｃを有する。
【００４８】
第１及び第２の調整機構１０５ａ〜ｄ，１０８ａ〜ｃを使用して、表１に示すように、調整可能なレーザー装置１００を配列させることができる。これら調整機構１０５，１０８によれば、ユーザー又は技師がレーザー装置１００を配列ツール及び／又は保持構体若しくはラック上に位置する基準に対して、本明細書における他のいずれかの箇所で説明するように、適正に配列させることができる。適正に配列した後、レーザービーム１０２と把持機構の中心線１１０との間の精密な距離（すなわち、Ｘ方向及びＹ方向の精密距離）を知得することにより（例えば、図７参照）、把持機構３４の中心線１１０の精密なＸ及びＹ座標をコントローラによって決定することができる。次にレーザー配列装置を使用して、保持構体又はラック２２上に位置する１個又は複数個の基準を検出することができ、またこの結果をコントローラが使用して、ロボット移送機構及びひいては把持機構の保持構体又はラックに対する初期位置又はホームポジションを決定することができる。ロボット移送機構又は把持機構の保持構体又はラックに対する精密な初期位置又はホームポジションを知得することによって、コントローラが各個別ウェル２４の精密なＸ及びＹ位置（より具体的には、各個別ウェル２４の中心線のＸ及びＹ位置）を決定又は計算することができる。システムコントローラは、次にロボット移送機構及びひいては把持機構の移動に精密に協調動作し、保持又は収容ウェル２４に対する適正配列を行い、また保持構体又はラック２２における特定ウェル２４に対する試料容器の適正装荷及び除荷を行うことができる。
【００４９】
一実施形態において、図９Ａ〜９Ｂに示すように、保持構体又はラック２２は、１個又は複数個の正方形の基準２６を有する。動作にあたり、保持構体又はラック２２におけるこれら基準２６を使用して、ロボット移送機構の保持構体又はラック２２に対する初期位置又はホームポジションを決定又は設定することができる。さらに、本明細書に記載のように、ロボット移送機構の保持構体に対する初期位置又はホームポジションを知得することによって、各個別ウェル２４の中心線２８のＸ及びＹ位置を決定することができる。図９Ａ〜９Ｂに示すように、基準２６は、保持構体又はラック２２における正方形の孔により構成することができる。この実施形態によれば、レーザー装置１００を使用して、正方形基準２６の２つの端縁（ｙ軸方向の第１端縁及びｘ軸方向の第２端縁）を見つける。レーザー配列装置１００のレーザービーム１０２を正方形基準２６のｘ端縁及びｙ端縁に配列させることにより、保持構体又はラック２２における各個別ウェル２４の中心線２８の精密なＸ及びＹ座標を精密に決定し（上述したように）、これにより把持機構３４の個別ウェル２４に対する配列を可能にすることができる。一実施形態において、把持機構の中心線を個別ウェル２４の中心線に配列させる、又は相対配列させる（すなわち、把持機構の中心線を個別ウェルの中心線に同軸状に配列させる）ことができる。
【００５０】
他の実施形態において、本発明は、配列ツール、及び／又は保持構体又はラック２２に位置する１個又は複数個の基準２６にレーザー配列装置１００を配列させる方法を企図する。この実施形態によれば、レーザー配列装置１００は、レーザービーム１０２が、以下の表に挙げた調整シーケンスで示すようにターゲットに配列するよう位置決めすることができる。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
本明細書に記載のように、本発明の配列装置は配列ツール５２を有することができる。図６Ａ〜６Ｂに示すように、配列ツール５２は、基準プレート５６及び配列基準５８を支持する支持アーム５４を有する。動作にあたり、配列ツール５２は、配列ツール５２における１対のピン５５ａ（図６Ｂ）を使用してロボットヘッド３２に取付けることができ、これらピン５５ａは、ロボットヘッド３２に配置した１対のピン孔５５ｂ（図５Ａ〜５Ｂ）に整合する。一実施形態において、配列ツール５２の支持アーム５４は、ロボットヘッド３２に取付けたとき、保持構体２２の基準２６がロボットヘッド３２から離間する距離と同一距離（すなわち、距離Ｚ）だけ、ツールの配列基準５８がロボットヘッド３２から離間できる長さ（Ｌ）を有する。換言すれば、距離Ｚは、レーザー装置１００からツール配列基準５８までの距離、並びにレーザー装置１００から保持構体又はラック２２の正方形基準２６までの距離の両方であり、これにより配列ツール５２を使用して、ロボットヘッド３２及び把持機構の保持構体２２及びウェル２４に対する適正配列（すなわち、把持機構と保持構体２２のウェル２４との同軸状配列）を確立及び／又は維持することができる。
【００５３】
動作にあたり、レーザー配列装置１００は配列ツール５２の配列基準５８に対して調整し、レーザー配列装置１００のロボット移送機構に対する、及びひいては把持機構に対する適正配列を確実にすることができる。適正に配列した後、配列ツール５２を取外し、またレーザー配列装置１００を使用して、上述したように、保持構体又はラック２２に対する、より具体的には、配列基準の端縁（すなわち、ｙ軸方向の第１端縁及びｘ軸方向の第２端縁）に対するロボット移送機構の適正配列を確立する。適正に配列した後、コントローラは、保持構体又はラック２２における各個別ウェルの精密なＸ及びＹ位置を精密に計算することができる。各個別ウェル２４の保持構体２２における基準２６に対する精密位置（すなわち、ｘ，ｙ座標）を知得することにより、コントローラは試料容器を保持構体又はラック２２における特定ウェル２４に対して移送及び適正装荷及び除荷するロボットヘッド３２の移動を精密に制御することができる。さらに他の実施形態において、特定保持構体又はラック２２における基準２６の認識により、コントローラに対して保持構体又はラック２２が存在することを通信し、これによりコントローラが容器を保持構体又はラック２２に配置又は装荷する前に確実に保持構体又はラック２２が存在することを保証する。
【００５４】
他の実施形態において、配列ツール５２は、さらに、図８Ａ〜８Ｃに示すように、把持機構３４を、ピックアップステーション２６０及びひいては試料容器５０に対して適正に同軸状配列をさせるよう動作する着脱可能な位置決めピース２４０を有する。着脱可能な位置決めピース２４０は、配列ツール５２の支持アーム５４における１対のピン係合溝孔２４４に整合する配列ピン２４２を使用して、配列ツールに取付け、これにより着脱可能な位置決めピース２４０のピックアップステーション２６０に対する適正配列を確立することができる。着脱可能な位置決めピース２４０は、さらに、把持機構３４をピックアップステーション２６０に対して、及びひいてはピックアップステーション２６０に収納した試料容器５０（例えば、図８Ｃ参照）に対してｘ軸方向（図８Ｂに矢印２４７で示すように）及びｙ軸方向（図８Ｂに矢印２４９で示すように）に適正配列を確立するのに有用な及び確立するよう動作可能な水平指示ライン２４６及び垂直指示ライン２４８を有する。調整ねじ２６４を調整して、この調整ねじの作用端部２６６を位置決めし、またこれによりピックアップステーション２６０のベースプレート２６２を把持機構３４に対してｚ軸方向に（図８に矢印２６３でしめすように）位置決めし、試料容器５０がピックアップステーション２６０から適正にピックアップされるようにすることができる。着脱可能な位置決めピース２４０及び調整ねじ２６４によれば、把持機構３４のｘ，ｙ軸方向の適正配列、及び試料容器のｚ軸方向の適正配列を可能にし、ピックアップステーション２６０に配置した試料容器５０に対する把持機構３４の中心線の適正同軸状配列を確立及び／又は維持する（すなわち、ピックアップステーション内に収納された試料容器中心線の把持機構中心線に対する同軸状配列を確立する）ことができる。
【００５５】
動作にあたり、着脱可能な位置決めピース２４０はピックアップステーション２６０内に配置し、またピックアップステーション２６０のベースプレート２６２内に位置するピン孔２６８に整合するピン（図示せず）を使用して心出しすることができる。適正に心出しした後、着脱可能な位置決めピース２４０の水平指示ライン２４６及び垂直指示ライン２４８を使用して、図８Ｂに示すように、基準プレート５６及びひいては把持機構３４のピックアップステーション２６０に対する配列を行うことができる。先ず、ロボット移送機構及び把持機構３４を、基準プレート５６の先導端縁が垂直指示ライン２４８に配列するまで、水平軸方向モータを使用してｘ軸方向に調整し、これによりｘ軸方向における把持機構３４のピックアップステーション２６０に対する適正配列を確立する（図８Ａ参照）。次に、ロボット移送機構及び把持機構３４を、基準プレート５６の頂端縁が水平指示ライン２４６に対して垂直方向に配列するまで、垂直軸方向モータを使用してｙ軸方向に調整し、これによりｙ軸方向における把持機構３４とピックアップステーション２６０との間における適正な間隔又は高さを設定する（図８Ｂ参照）。適正な間隔又は高さを設定することにより、図８Ｃに示すように、試料容器５０の一貫性のある確実な把持を可能にする。
【００５６】
本発明は、さらに、ロボットヘッド、試料容器を把持する把持機構、及び配列レーザーを有するロボット移送機構の適正配列を確立する方法を目指し、この方法は、以下のステップ、すなわち、(a) 配列ツールをロボットヘッドに取付けるステップと、(b) レーザー配列装置を配列ツールの正方形基準に対して配列させるステップと、(c) レーザー配列装置を調整して、正方形基準の左端縁を検出することをセンサＬＥＤが示す（すなわち、ＬＥＤセンサが点灯するとき）まで、レーザービームを水平方向（すなわち、ｘ軸方向）に正方形基準の左端縁に向けて移動するステップと、(d) ｘ軸配列ねじ（すなわち、水平配列ねじ）をロックするステップと、(e) レーザー装置を調整して、正方形基準の底端縁を検出することをセンサＬＥＤが示す（すなわち、ＬＥＤセンサが点灯するとき）まで、レーザービームを垂直方向（すなわち、ｙ軸方向）に正方形基準の底端縁に向けて移動するステップと、及び(f) ｙ軸配列ねじ（すなわち、垂直配列ねじ）をロックするステップと、を有する。配列ツール基準の左端縁及び底端縁が検出されたならば、レーザー配列装置は、ロボット移送機構に対して、より具体的には、把持機構の中心線に対して適正に配列したことになる。
【００５７】
把持機構又は装置
当業者であれば容易に理解できるように、試料容器が把持機構に適正配列することは、試料容器を保持構体又はラックのウェルに対して適正に移送し、また適正装荷及び除荷するため把持機構を試料容器に精密配列させる上で必要である。本発明は、少なくとも２個の把持フィンガを有し、これら把持フィンガが試料容器を確実に把持及び／又は保持するよう作用する把持キャビティを画定するようにした把持機構を企図する。把持キャビティは中心線を有し、この中心線に沿って試料容器は適正に心出しされるようにし、この心出しは、以下に説明するように少なくとも２個の把持フィンガを使用して行う。他の実施形態において、把持機構は、２〜６個の把持フィンガ、２〜４個の把持フィンガ、３個の把持フィンガ、又は４個の把持フィンガを有することができる。
【００５８】
把持フィンガは、硬質把持面及び軟質把持面の双方を使用する。本発明の発明者は、２種類の把持材料を使用することがロボット移送機構のロボットヘッドに対する試料容器の水平配列を修正しまた安定化させるという、驚くべきことを見出した。把持フィンガを閉じるとき、試料容器が把持機構の中心線に対して適正に配列していない場合、硬質把持面は、先ずボトルに接触し、ボトルを強制的に把持機構の中心線にむけて押圧する。把持フィンガが閉じる動作を継続するとき、試料容器は心出しされる。容器が心出しされた時点で、軟質把持面は試料容器に接触し、軟質把持面により生ずるより高い摩擦によって試料容器をグリッパの中心線に沿って確実に保持する。試料容器に接触している把持機構の硬質把持面は、さらに、本明細書における他のいずれかの箇所でより詳細に説明するように、容器が側−側様態（side-to-side manner）で、確実にグリッパ内で回転できないようにする。
【００５９】
図５Ａ〜７及び図１０〜１２Ｂに示すように、本発明の把持機構３４は、半円形状の互いに対向する２個の把持フィンガ３６ａ，３６ｂを有する。半円形状の把持フィンガ３６ａ，３６ｂを使用することにより、半円形又は円形の断面を有する試料容器、例えば、血液培養ボトルを最適に把持できる。図７に明示するように、把持フィンガは把持キャビティ及び把持中心線１１０を画定する。
【００６０】
把持機構は、さらに、把持フィンガを閉じ合せて容器を確実にピックアップ、掴持、又は保持する閉合手段を有する。把持手段は、把持モータ、ねじ棒、第１把持アクチュエータ及び第２把持アクチュエータ、並びにばねを有する。動作にあたり、把持モータがねじ棒を第１及び第２の把持アクチュエータ内に駆動進入させる。このねじ棒は、把持フィンガに取付けた第１及び第２の把持アクチュエータを押し、これにより把持フィンガを「開」位置に移動し、把持機構が試料容器を受け容れることができるようにする。試料容器を「把持」するには、モータがねじ棒を逆転させ、これによりばねが把持フィンガを試料容器の周りにおける閉位置に引っ張ることができる。
【００６１】
図１０〜１２Ｂに示すように、互いに対向する把持フィンガ３６ａ，３６ｂそれぞれは硬質半円形把持面を有し、各硬質半円形把持面は、互いに対向する１対の角度付き配列結節部１１２ａ，１１２ｂを有し、すなわち、把持フィンガ３６ａ，３６ｂの第１端部における第１角度付き配列結節部１１２ａ、及び把持フィンガ３６ａ，３６ｂの第２端部における第２角度付き配列結節部１１２ｂを有する。代表的には、硬質半円形把持面は金属、例えば、アルミニウムとする。一実施形態において、第１及び第２の角度付き配列結節部１１２ａ，１１２ｂは、把持機構を閉じるとき容器を把持機構の中心線に強制摺動させる硬質表面領域をなす。さらに、図１０〜１２Ｂに示すように、各把持フィンガは、把持フィンガ３６ａ，３６ｂの中心に位置する軟質把持パッド１１４又は表面を有する。この軟質把持パッド１１４は従来既知の任意な軟質又はエラストマー材料により構成し、把持パッドと容器との間に摩擦を生じ、確実に容器を保持できるようにする。一実施形態において、エラストマーはゴムとする。他の実施形態において、エラストマーは、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＰＥ）合成ゴムである、デュポン社製のＨｙｐａｌｏｎ（登録商標）とすることができる。動作にあたり、把持フィンガが試料容器の周りに閉じ合わさるとき、先ず角度付き配列結節部１１２ａ，１１２ｂが試料容器に接触し、またグリッパ３４の中心線１１０に向けて試料容器を押す、又は心出しするよう動作する。把持機構３４が閉じ合わせを続行するとき、軟質把持パッド１１４又は軟質表面は試料容器に接触し、圧縮及び変形し、容器とグリッパ３４との間の摩擦が上昇することに起因して容器を確実に保持する。グリッパが完全に閉じるとき、容器は、硬質半円形表面又は角度付き結節部１１２ａ，１１２ｂ及び圧縮された軟質把持パッド１１４の双方に接触することにより確実に保持される。容器は、第１及び第２の結節部１１２ａ，１１２ｂで生ずる互いに平行な４個の硬質把持面により確実に心出し及び保持され、これにより把持機構又はグリッパの中心線に対する試料容器の適正な同軸状配列を確立又は保証する。容器が軟質パッド１１４に接触するだけの場合、軟質把持パッド１１４の従順性（コンプライアンス）により容器中心線に直交する軸線周りに容器がよじれ又は回転を引起し得る。
【００６２】
他の実施形態によれば、頂部及び底部の把持フィンガ３６ａ，３６ｂは互いに独立的に移動し、把持中試料容器のいかなる垂直方向誤配列にも順応できるようにする。把持機構が容器の中心線に適正に配列していない場合、最初に容器に接触するフィンガが容器をグリッパ中心線に沿うように再配列及び心出しするのを助長する。
【００６３】
保持構体配列の特徴
上述したように、本発明実施に使用する保持構体又はラックは種々の物理的形態をとることができる。図１〜２，６及び１０〜１１に示すように、保持構体又はラック２２は、垂直方向に積層した複数個のラック２２を有し、各ラック２２は、それぞれ個別の試料容器を保持する１個又は複数個のウェル２４を有する。図９に明示するように、また上述したように、保持構体又はラック２２は、ロボット移送機構における保持構体又はラック２２に対する、又はより具体的には、保持構体又はラック２２における１個又は複数個の基準に対する初期位置又はホームポジションを確立するための１個又は複数個の基準２６を有する。１個又は複数個の基準に対するロボット移送機構の初期位置又はホームポジションを知得することにより、各個別ウェル２４のＸ及びＹ位置を決定又は計算し、これにより、個別ウェルに対する試料容器の装荷又は除荷中に、ロボット移送機構の個別ウェルに対する適正配列（すなわち、同軸状配列）を確立又は保証することができる。
【００６４】
他の態様において、本発明は、さらに、各個別ウェルに関連して配置し、容器を個別保持ウェルに装荷するとき試料容器のいかなる僅かな誤配列をも修正する配列特徴部を企図する。一実施形態において、図１３に示すように、各個別ウェルは、２〜１０個の導入傾斜路、２〜６個の導入傾斜路、２〜４個の導入傾斜路、２個の導入傾斜路、３個の導入傾斜路、又は４個の導入傾斜路を有することができる。動作にあたり、１個又は複数個の導入傾斜路１２０は、個別の試料容器５０個別の保持ウェル２４内に案内するよう作用又は助長し、これにより容器を保持ウェル２４内に装荷するとき試料容器５０のいかなる誤配列をも修正する。
【００６５】
他の実施形態において、図１４に示すように、各個別ウェルは、連続的な導入傾斜路又は連続的な導入面取り部１２４を有することができる。動作にあたり、連続的導入傾斜路又は連続的な導入面取り部１２４は、個別の試料容器５０個別の保持ウェル２４内に案内するよう作用又は助長し、これにより容器を保持ウェル２４内に装荷するとき試料容器５０のいかなる誤配列をも修正する。
【００６６】
ベルト張力付与機構又は装置
さらに他の態様において、１個又は複数個のベルト張力付与装置を本発明の実施に使用し、１個又は複数個のタイミングベルト又は駆動ベルトにおける適正張力を確立及び／又は維持できるようにする。当業者には容易に理解できるように、タイミングベルトをロボットシステムに使用してモータの回転運動を直線運動に変換することができる。ロボットシステムにタイミングベルト及びプーリシステムを使用するのは一般的であり、なぜなら、低コストで信頼性が得られるからである。しかし、精密な位置的精度を得るには、タイミングベルトの歯がモータプーリ溝に適正に係合しなければならない。適正係合はベルトの張力によって影響される。したがって、タイミングベルトは、精密な位置的精度を確保するため適正に張力を付与されなければならない。不適正な張力を付与されたベルトは、ベルト、モータ又はプーリにおける故障を早めるおそれがある。
【００６７】
図１５〜１８に示すように、一実施形態において、第１張力付与装置１４０は、摺動プレート１４４を移送機構の水平又は垂直支持構体に固定するための取付け手段又はねじ１４８により、１対の摺動溝孔１４６を有する摺動プレート１４４に連結した張力付与装置ハウジング１４２を備える。動作にあたり、摺動プレート１４４は、摺動溝孔１４６及び関連のねじ１４８を使用して、垂直支持レール４２の水平支持体４０に対して（すなわち、自動移送機構のｙ軸方向に）調整可能にする。摺動プレート１４４は、さらに、遊びプーリ１５０に連結し、この遊びプーリ１５０は水平タイミングベルト７２に係合し、また水平タイミングベルト７２を支持す歯を有する。
【００６８】
図１７に明示するように、張力付与装置ハウジング１４２は、さらに、プランジャ１６０及びカウンタボア１６２を有する。カウンタボア１６２は、内側ボア１６４、中間ボア１６６及び外側ボア１６５を有する。張力付与装置ハウジング１４２は、さらに、タイミングベルト７２に力及びひいては張力を付与する圧縮機構１７０を有する。一実施形態において、力を付与する圧縮手段は、１個又は複数個のディスクワッシャ、２〜２０個のディスクワッシャ、２〜１０個のディスクワッシャ、４〜８個のディスクワッシャ、又は約６個のディスクワッシャを有することができる。本発明は、ディスクワッシャがコンパクトな狭い領域内で大きな力を発生できることを実現した。概して任意な既知のディスクワッシャを本発明の実施に使用することができ、例えば、ディスクワッシャはベルビルワッシャとすることができる。この実施形態によれば、１個又は複数個のディスクワッシャは、直列、並列又はその組合せにして配列することができる（例えば、図２０参照）。図１８に示すように、力を付与する圧縮機構１７０は、直列に配列した複数個のディスクワッシャ（例えば、６個のディスクワッシャ）を有する。所望の力を得るのにベルビルワッシャの総偏位量は極めて小さいので、ワッシャを積層し、より大きい偏位量を生ずるとともに、同一の力を発生するようにすることができる。例えば、単独のベルビルワッシャが１単位長さの偏位量で１単位の力を発生すると仮定する。このベルビルワッシャを６個直列にして重ね合わせる場合、１単位の力を生ずるのに６単位長さ偏位させなければならない。６個のワッシャ積層は、力／距離の単位で実効ばね率ｋ、すなわち、単独ワッシャの１／６を有する。張力装置の用途において、張力付与装置は、ユーザー又は技師がねじ棒を締付けるとき適正な偏位距離、及びひいては適正な力を確立でき、プランジャが張力付与装置ハウジングと同一平面となるように設計する。より低いばね率を使用すると、プランジャを同一平面にするのに誤差をより大きくするとともに、加わる力の潜在的誤差は減少する。さらに他の実施形態において、力を付与する圧縮手段は圧縮ばねとすることができる。
【００６９】
図１５及び１６に明示するようにこの実施形態の張力付与装置は、さらに、水平支持体４０に固着した固定張力ブロック１７６を有することができる。固定張力ブロック１７６は調整ねじ棒１７８を支持する。この調整ねじ棒１７８を締め込むと圧縮機構１７０を圧縮して力を生ずることができる。さらに他の実施形態において、プランジャ１６０は、適正ベルト張力を発生するのに必要な程度まで圧縮機構１７０を圧縮するとき、プランジャの面が張力付与装置ハウジング１４２の先導端縁１６１（図１７に明示する）と同一平面状態となるよう設計することができる。このようにして、張力付与装置１４０は、適正ベルト張力が得られたときを技師に指示する特徴（すなわち、プランジャ１６０が固定張力ブロックハウジング１４２の先導端縁１６１と同一平面状態になる）を提供するので、適正ベルト張力を確立することに関するあらゆる潜在的懸案事項を解決する。
【００７０】
動作にあたり、技師は手で調整ねじ棒１７８を回す、又は締め込み、この締込みはプランジャ１６０が固定張力ブロックハウジング１４２の先導端縁１６１と同一平面状態になるまで行う。プランジャ１６０が先導端縁１６１と同一平面となる状態で、力を発生する圧縮手段１７０（すなわち、直列配列したディスクワッシャ）は適正距離だけ内方に圧縮されて、タイミングベルト７２に必要な力又は張力を与える。さらに、発生した力は摺動プレート１４４、及びひいては遊びプーリ１５０を固定張力ブロック１７６側とは反対方向に摺動させ、タイミングベルト７２に対して適正量の張力を与える。
【００７１】
張力装置の適用において、取付けプレートねじ１４８は完全には締め込まず、プーリとともにプレートが溝孔１４６に沿って移動できるようにする。ディスク積層体が圧縮するとき、ベルトにおける張力も同様に増大する。プランジャが同一平面状態になる時点で、プレート１４４は、取付けプレートねじ１４８を締め込むことによって取付け面に固定でき、これにより、適正ベルト張力をセッティングすることができる。
【００７２】
図１９は、本発明による張力付与装置２００における第２の又は他の実施形態を示す。図１９に示すように、この実施形態の張力付与装置２００は、ロボット移送機構３０の水平摺動軸線を支持するキャリッジ６６に連結した固定ブロック２０２と、この第１の固定ブロックに対して調整可能な摺動可能ブロック２０４とを有する。第１固定ブロック２０２及び第２摺動ブロック２０４は、さらに、第１及び第２のブロック２０２，２０４それぞれにおける第１端縁２０７，２０９に歯２０６，２０８を設ける。固定ブロック２０２の歯２０６はタイミングベルト６２の第１端部に係合して確実に保持し、また摺動ブロック２０４の歯２０８はタイミングベルト６２の第２の反対側端部に係合して確実に保持する。
【００７３】
固定ブロック２０２は、さらに、摺動ブロック２０４におけるカウンタボア２１２に配列するねじ山付きプランジャ２１０を有する。ねじ山付きプランジャ２１０を締め込んでねじ山付きプランジャ２１０を摺動ブロック２０４のカウンタボア２１２内に駆動するとき、ねじ山付きプランジャが圧縮機構２１４を圧縮して力を発生する。この実施形態によれば、張力付与装置２００は、さらに、スペーサ２１６を有する。張力付与装置２００は、スペーサ２１６が固定ブロック２０２の頂面と同一平面状態となるようユーザー又は技師がねじ山付きプランジャ２１０を締め込むとき、適正偏位距離及びひいては適正な力が確立されるよう設計することができる。発生した力は適正な張力をタイミングベルト６２に付与し、この付与は、固定ブロック２０２と摺動ブロック２０４との間の距離を調整することによって行うことができる。一実施形態において、力を発生する圧縮機構２１４は、１個又は複数個のディスクワッシャ、２〜２０個のディスクワッシャ、２〜１０個のディスクワッシャ、４〜８個のディスクワッシャ、又は約６個のディスクワッシャとすることができる。本発明は、ディスクワッシャがコンパクトな圧迫された領域内で大きな力を発生できることを実現した。概して任意な既知のディスクワッシャを本発明の実施に使用することができ、例えば、ディスクワッシャはベルビルワッシャとすることができる。この実施形態によれば、１個又は複数個のディスクワッシャは、直列、並列又はその組合せにして配列することができる（例えば、図２０参照）。他の実施形態において、力を付与する圧縮機構は、直列に配列した６個のディスクワッシャを有することができる。さらに他の実施形態において、力を付与する圧縮機構は圧縮ばねとすることができる。
【００７４】
動作にあたり、ねじ山付きプランジャ２１０をカウンタボア２１２内に締め込む又はねじ込むことができ、これにより摺動ブロック２０４を第１方向に固定ブロック２０２に向かって移動し、したがって、摺動ブロック２０４を固定ブロック２０２に接近させる。ねじ山付きプランジャ２１０を締め込むことにより、圧縮機構２１４を圧縮してタイミングベルト６２に張力を生ずる力を発生する。一実施形態において、適正調整後に摺動ブロック２０４は、ねじを使用して固定ブロック２０２に対して固定又はロックすることができる。
【００７５】
コントローラ及びユーザー・インタフェース
検出システム２は、システムの種々の動作及び機構を制御するシステムコントローラ（例えば、コンピュータ制御システム）（図示せず）、及びファームウェアを有する。代表的には、システムの種々の動作及び機構を制御するシステムコントローラ及びファームウェアは、当業者に既知である。任意な既知の普通のコントローラ及びファームウェアとすることができる。一実施形態において、コントローラ及びファームウェアは、システムの種々の機構を制御するに必要なすべての動作を行い、例えば、システム内に試料容器を自動装荷、自動移送、自動検出及び／又は自動除荷する。システムコントローラ及びファームウェアは、さらに、システム内での試料容器の識別及び追跡を行う。他の実施形態において、システムコントローラ及びファームウェアは、移送機構の配列を制御する。例えば、コントローラは、ロボット移送機構の精密位置決め制御を行い、ロボット移送機構とのインタフェースをとる他の機構又は装置、例えば、保持構体若しくはラックにおける個別ウェル、インデクサ、容器帰還ポート及び／又は廃棄物シュートに対してロボット移送機構を位置決め及び配列させることができる。
【００７６】
他の実施形態において、上述したように、システムコントローラ及びファームウェアを使用して保持構体における各個別ウェルの、ロボット移送機構の把持機構に対する精密なＸ及びＹ位置、又は座標を計算することができる。この実施形態において、レーザー配列装置と保持構体又はラックとが適正に配列すると、本明細書のいずれかの箇所で説明したように、コントローラは、保持構体又はラックにおける各個別ウェルの正確なＸ及びＹ位置を精密に計算することができる。各ウェルの精密位置を知得することによって、コントローラは、試料容器を保持構体又はラックにおける各個別ウェルに対して適正に装荷及び除荷するためのロボットヘッドの移動を精密に制御することができる。
【００７７】
検出システム２は、さらに、ユーザー・インタフェース１４及び関連のコンピュータ制御システムを有し、装荷機構、移送機構、ラック、撹拌機器、培養装置を含むシステムを動作させ、また検出ユニットから測定値を受取ることができるようにする。ユーザー・インタフェース１４は、さらに、オペレータ又は研究所技師に対して検出システム内に装荷される容器に関連する状態情報を提供することもできる。ユーザー・インタフェースは、以下の特徴、すなわち、(1) タッチスクリーンディスプレイ、(2) タッチスクリーンにおけるキーボード、(3) システム状態、(4) 陽性アラート、(5) 他のシステム（ＤＭＳ，ＬＩＳ，ＢＣＥＳ及び他の検出又は認識機器）への通信、(6) 容器又はボトル状態、(7) 容器又はボトルの検索、(8) 視覚及び聴覚的な陽性インジケータ、(9) ＵＳＢアクセス（バックアップ及び外部システムのアクセス）、及び(10) 陽性、システム状態及びエラーメッセージの遠隔通知、のうち１つ又は複数を有することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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