(57)【要約】【課題】チップの脱落を早期に検出でき、信頼性が高く、且つ、作業効率が良い分注装置を提供する。【解決手段】分注装置１０は、液状試料を吸排するための略筒状体で上下方向に配置され、下端近傍が着脱自在のチップ１２で構成されたノズルと、該ノズルを保持し、水平方向に移動自在とされたヘッド部１６と、ノズルのチップ１２の有無を検出するためにヘッド部１６に取付けられたチップ検出手段１８と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に配置された略筒状体で、下端部を構成するチップが着脱自在とされたノズルと、該ノズルを保持し、水平方向に移動自在とされたヘッド部と、前記ノズルのチップの有無を検出するために前記ヘッド部に取付けられたチップ検出手段と、を備えることを特徴とする分注装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記チップ検出手段は、前記チップに投光するための投光部と、前記チップからの反射光を受光するための受光部と、を有してなる限定反射型光センサであることを特徴とする分注装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記ノズルと、前記チップ検出手段と、が略水平な列方向に沿って複数組備えられ、前記各チップ検出手段は、前記投光部と、前記受光部と、が上下方向に並ぶように配置されて前記ヘッド部に取付けられたことを特徴とする分注装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記各チップ検出手段は、隣接する他のチップ検出手段と上下方向に逆向きの姿勢となるように配置されて前記ヘッド部に取付けられたことを特徴とする分注装置。
【請求項５】
請求項３又は４において、
前記ヘッド部は、前記複数のノズルを個別に保持し、前記列方向に移動自在とされた複数のスライド部を含み、前記複数のノズルのピッチが調節可能とされ、前記複数のスライド部に前記複数のチップ検出手段が個別に取付けられたことを特徴とする分注装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記スライド部は、前記ノズルを保持する上下動自在のノズルヘッドを含み、該ノズルヘッドに前記チップ検出手段が取付けられたことを特徴とする分注装置。
【請求項７】
請求項１又は２において、
前記ノズルが略水平な列方向に沿って複数備えられ、且つ、前記ヘッド部は、前記複数のノズルを個別に保持し、前記列方向に移動自在とされた複数のスライド部を含み、前記複数のノズルのピッチが調節可能とされ、前記複数のノズルのチップの有無を共通の前記チップ検出手段が検出するように構成されたことを特徴とする分注装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試薬、検体等の液状試料を分注するために用いられる分注装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液や尿等の分析において、試薬、検体等の液状試料を吸排するためのノズルと、ノズルを保持し、水平方向に移動自在とされたヘッド部と、を備える分注装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。ノズルは上下方向に配置された筒状体で、通常、略水平な列方向に沿って複数備えられている。ヘッド部は、これら複数のノズルを個別に保持し、列方向に移動自在とされた複数のスライド部を備え、複数のノズルのピッチが調節可能とされている。
【０００３】
又、ノズルは下端部がチップと称される交換可能な細い筒状の部材で構成されており、チップ内に限定して液状試料を吸引してマイクロプレートの凹部や試験管等に排出・分注し、種類が異なる液状試料を吸引する場合はチップを交換することで、ノズル内で試薬や検体が混ざり合うことを防止することができる。
【０００４】
チップの交換は、まずヘッド部をチップ脱却ステージに移動させ、ノズルから使用済みのチップを脱却してから、ヘッド部をチップ装着ステージに移動させてノズルに未使用のチップを装着することにより行われる。
【０００５】
チップ装着ステージは、未使用のチップが所定のチップ供給位置に順次供給されるようになっており、チップ供給位置の上方からノズルを下降させて未使用のチップに嵌合させることにより、未使用のチップがノズルに装着される。又、チップ装着ステージには反射型又は透過型の光センサが設置されており、装着作業終了後、チップ供給位置に未使用のチップが残存している場合、分注装置は異常と判断して停止するようになっている。
【０００６】
一方、チップ脱却ステージは、ノズルのチップの部分だけを係止して上昇を規制する係止部材が備えられており、係止部材で使用済みのチップを係止しつつノズルを上昇させることによりノズルから使用済みのチップが脱却される。このチップ脱却ステージに光センサが設置された分注装置も存在し、このような分注装置は、脱却作業後、ノズルの下端近傍にチップが検出された場合、異常と判断して停止するようになっている。
【０００７】
このように、未使用のチップや使用済みのチップを光センサで検出しつつチップを着脱することにより、チップを確実に交換することができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２９５３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、チップは嵌合によりノズルに装着されており、チップ装着ステージでチップがノズルに一旦装着されても、ヘッド部の移動に伴う振動等によりノズルから誤ってチップが脱落してしまうことがある。これにより、液状試料の吸引や分注を意図した通りに実行できないことがある。又、チップ未装着の場合、（チップよりも上側の）ノズルが液状試料に直接触れ、ノズルが汚染される心配がある。
【００１０】
これに対し、液状試料の吸引や分注の作業中であっても、一時的にヘッド部をチップ装着ステージやチップ脱却ステージに移動させれば、ノズル下端のチップの有無を光センサで検出することが可能であるが、それだけ作業効率が低下することとなる。
【００１１】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、チップの脱落を早期に検出でき、信頼性が高く、且つ、作業効率が良い分注装置を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上下方向に配置された略筒状体で、下端部を構成するチップが着脱自在とされたノズルと、該ノズルを保持し、水平方向に移動自在とされたヘッド部と、前記ノズルのチップの有無を検出するために前記ヘッド部に取付けられたチップ検出手段と、を備えることを特徴とする分注装置により上記課題を解決したものである。
【００１３】
尚、前記チップ検出手段として、前記チップに対して投光するための投光部と、前記チップからの反射光を受光するための受光部と、を有してなる限定反射型光センサを用いるとよい。
【００１４】
この場合、前記ノズルと、前記チップ検出手段と、を略水平な列方向に沿って複数組備え、前記各チップ検出手段を、前記投光部と、前記受光部と、が上下方向に並ぶように配置して前記ヘッド部に取付けるとよい。
【００１５】
又、この場合、前記各チップ検出手段を、隣接する他のチップ検出手段と上下方向に逆向きの姿勢となるように配置して前記ヘッド部に取付けるとよい。
【００１６】
又、前記ヘッド部は、前記複数のノズルを個別に保持し、前記列方向に移動自在とされた複数のスライド部を含む構成として、前記複数のノズルのピッチを調節可能とし、前記複数のスライド部に前記複数のチップ検出手段を個別に取付けてもよい。
【００１７】
又、前記スライド部は、前記ノズルを保持する上下動自在のノズルヘッドを含む構成とし、該ノズルヘッドに前記チップ検出手段を取付けてもよい。
【００１８】
又、前記ノズルを略水平な列方向に沿って複数備え、且つ、前記ヘッド部は、前記複数のノズルを個別に保持し、前記列方向に移動自在とされた複数のスライド部を含む構成として前記複数のノズルのピッチを調節可能とし、前記複数のノズルのチップの有無を共通の前記チップ検出手段が検出するように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、チップ検出手段がヘッド部に取付けられているので、ヘッド部を移動させることなくノズルの下端のチップの有無を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第１実施形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１〜図３に示されるように、本第１実施形態に係る分注装置１０は、上下方向に配置された略筒状体で、下端部を構成するチップ１２が着脱自在とされたノズル１４と、該ノズル１４を保持し、Ｘ−Ｙ方向（水平方向）に移動自在とされたヘッド部１６と、ノズル１４のチップ１２の有無を検出するためにヘッド部１６に取付けられたチップ検出手段１８と、を備え、該チップ検出手段１８に特徴を有している。他の構成については、従来の分注装置と同様であるので、説明を適宜省略することとする。
【００２２】
ノズル１４と、チップ検出手段１８とは、略水平な列方向に沿って複数組（本実施形態では８組）備えられている。
【００２３】
ヘッド部１６は、複数のノズル１４を個別に保持し、列方向に移動自在とされた複数（本実施形態では８個）のスライド部２４を備え、複数のノズル１４のピッチが調節可能とされている。尚、ノズル１４の最小ピッチは約９ｍｍである。これらスライド部２４は、列をなす８本のノズル１２の両側に沿って対称的に４個ずつ配置されており、一方側の４個のスライド部２４は、列をなす８本のノズル１４のうち、１つおきの４本のノズル１４を保持し、他方側の４個のスライド部２４は、他の１つおきの４本のノズル１４を保持している。又、スライド部２４は、ノズル１４を保持する上下動自在のノズルヘッド２５を備えている。
【００２４】
チップ検出手段１８は、チップ１２に投光するための投光部２０と、チップ１２からの反射光を受光するための受光部２２と、を有してなる限定反射型光センサである。ここで限定反射型光センサについて説明しておく。図４において、投光回路２０Ａが作動すると投光素子２０Ｂは光を発する。尚、投光素子２０ＢはＬＥＤである。投光素子２０Ｂが発する光は投光レンズ２０Ｃにより集光され、細い投光光束２０Ｌが検出体２３に投光される。検出体２３は入射角αで投光された光を反射角βで反射する。反射角βで反射された細い受光光束２２Ｌは、受光レンズ２２Ｃで集光されて受光素子２２Ｂに照射される。尚、受光素子２２Ｂはフォトダイオードである。受光回路２２Ａは受光素子２２Ｂからの電流を電圧に変換増幅して信号を送出する。検出体２３の有無を確認できる領域は投光光束２０Ｌと受光光束２２Ｌが交差する領域に限定され、該限定された領域のみで強い受光信号が得られる。すなわち限定された領域に検出体２３が存在すると受光信号が得られ、このことから限定反射型と称される。なお入射角αは投光光軸２０Ｘと検出体２３の表面とのなす角度であり、反射角βは受光光軸２２Ｘと検出体５９の表面とのなす角度であり、入射角αと反射角βは等しい。従って、受光される光の主成分は正反射光である。拡散反射光を受光する方式を用いることもできるが、細いチップ１２の有無を検出するためには小さな領域内における高精度な検出が可能な正反射光を受光する方式を用いることが好ましい。
【００２５】
又、チップ検出手段１８は、列方向の幅が９ｍｍ以下であり、ノズル１４の列方向に沿って約９ｍｍのピッチで並設されている。各チップ検出手段１８は、投光部２０と、受光部２２と、が上下方向に並ぶように配置されている。又、各チップ検出手段１８は、隣接する他のチップ検出手段１８と上下方向に逆向きの姿勢となるように配置されている。尚、チップ検出手段１８は、ノズル１４がノズルヘッド２５の上下動範囲の上限位置近傍まで上昇した状態で、下端のチップ１２に対して投光部２０が投光し、チップ１２からの反射光を受光部２２が受光するようにヘッド部１６に取付けられている。又、各チップ検出手段１８は、隣接する他のチップ検出手段１８と一部が重なり、他の部分が上下方向の逆向きに突出するように配置され、該突出した部分を利用してヘッド部１６に取付けられている。
【００２６】
又、分注装置１０は、マイクロコンピュータ、パーソナルコンピュータ等の図示しない制御手段を備えており、チップ検出手段１８、ヘッド部１６等を適宜制御するように構成されている。
【００２７】
次に、分注装置１０の作用について説明する。まず、ノズル１４にチップ１２を装着する際の作用について説明する。
【００２８】
ノズル１４にチップ１２を装着する時は、まず、ノズル１４のピッチを約９ｍｍの最小ピッチに調節すると共に、ノズル１４を上限位置に保持し、この状態でヘッド部１６をチップ装着ステージ（図示省略）の上方に移動させる。次に、ノズルヘッド２５と共にノズル１４を下降させ、ノズル１４の下端にチップ１２を嵌合させた後、再びノズル１４を上限位置まで上昇させる。これによりチップ１２はノズル１４の下端に装着され、ノズル１４と共に上昇する。
【００２９】
ここで、チップ検出手段１８の投光部２０がチップ１２に投光すると、投光された光はチップ１２で反射され、チップ１２からの反射光を受光部２２が受光する。総てのチップ検出手段１８の受光部２２がチップ１２からの反射光を受光していることを検出することで、分注装置１０は総てのノズル１４にチップ１２が装着されていると判断し、液状試料の吸引、排出等の作業を開始する。一方、いずれかのチップ検出手段１８の受光部２２がチップ１２からの反射光を受光していない場合、分注装置１０は異常と判断して停止し、警告灯、警告音等によりオペレータに異常が発生したことを知らせる。オペレータは、チップ１２の補充、手動によるチップ１２装着等の処置を行ってから、分注装置１０を稼働させ、分注装置１０は、液状試料の吸引、排出等の作業を再開する。
【００３０】
次に、ノズル１４からチップ１２を脱却する際の作用について説明する。
【００３１】
ノズル１４からチップ１２を脱却する時も、ノズル１４のピッチを約９ｍｍの最小ピッチに調節すると共に、ノズル１４を上限位置に保持し、この状態でヘッド部１６をチップ脱却ステージ（図示省略）の上方に移動させる。次に、ノズル１４を下降させ、チップ脱却ステージの係止部材（図示省略）でノズル１４の下端のチップ１２を係止しつつ、ノズル１４を上限位置まで上昇させる。これにより、チップ１２は、ノズル１４から脱却される。
【００３２】
ここで、チップ検出手段１８の投光部２０がノズル１４の下方に対して投光するが、ノズル１４の下端のチップ１２が脱却されているので、投光された光は反射されず、受光部２２はチップ１２からの反射光を受光しない。総てのチップ検出手段１８の受光部２２がチップ１２からの反射光を受光していないことを検出することで、分注装置１０は、総てのノズル１４からチップ１２が脱却されていると判断し、ヘッド１６は、チップ装着ステージに移動して、上述した手順でノズル１４に未使用のチップ１２を装着する。
【００３３】
一方、脱却作業終了後、いずれかのチップ検出手段１８の受光部２２がチップ１２からの反射光を受光していることを検出した場合、分注装置１０は異常と判断して停止し、警告灯、警告音等によりオペレータに異常が発生したことを知らせる。オペレータは、手動によるチップ１２の脱却等の処置を行ってから、分注装置１０を稼働させ、分注装置１０は未使用のチップ１２の装着等の作業を再開する。
【００３４】
このように、分注装置１０は、チップ検出手段１８がヘッド部１６に取付けられているので、チップ装着ステージにおけるチップ１２の装着後、液状試料の吸引、排出等の作業中であっても、ノズル１４のチップ１２の有無を検出することができる。従って、ヘッド部１６の移動による振動等のために、誤ってノズル１４からチップ１２が脱落しても、チップ１２の脱落を早期に検出することができ、信頼性が高い。
【００３５】
又、分注装置１０は、液状試料の吸引、排出等の作業中でもヘッド１６を移動させることなく、ノズル１４のチップ１２の有無を検出することができるので作業効率が良い。尚、ノズル１４のピッチを最小の９ｍｍよりも大きく調節して液状試料の吸引、排出等を行う場合、チップ１２の有無を検出するためにはノズル１４のピッチを一時的に９ｍｍに調節することになるが、この場合も、チップ１２の有無を検出するためにヘッド部１６を移動させる必要はないので、作業効率を向上させる効果が得られる。
【００３６】
又、分注装置１０は、チップ検出手段１８が限定反射型光センサであるので、細い筒状体のチップ１２の有無を高精度で検出することができる。
【００３７】
更に、分注装置１０は、各チップ検出手段１８が、隣接する他のチップ検出手段１８と上下方向に逆向きの姿勢となるように配置されてヘッド部１６に取付けられており、検出対象であるチップ１２の隣のチップ１２からの受光部２２への反射光の入射が抑制されるので、この点でもチップ１２の有無の検出精度が高められている。
【００３８】
又、分注装置１０は、各チップ検出手段１８が、その投光部２０と、受光部２２と、が上下方向に並ぶように配置されてヘッド部１６に取付けられているので、各チップ検出手段１８の列方向の幅が９ｍｍ以下に抑制されてコンパクトである。これにより、複数のチップ検出手段１８を９ｍｍという狭いピッチで並設することができ、９ｍｍの最小ピッチで並設されるノズル１４の下端のチップ１２の有無を検出することが可能となっている。
【００３９】
又、各チップ検出手段１８は、隣接する他のチップ検出手段１８と一部が重なり、他の部分が上下方向の逆向きに突出するように配置され、該突出した部分を利用してヘッド部１６に取付けられており、この構造も複数のチップ検出手段１８を９ｍｍという狭いピッチで並設することに寄与している。
【００４０】
液状試料の分析等では、凹部が９ｍｍ程度の狭いピッチで多数形成されたマイクロプレートを用いることがあり、この場合、ノズル１４のピッチも９ｍｍに設定されるが、チップ検出手段１８を９ｍｍのピッチで並設しているので、マイクロプレートへの分注時にチップ１２が脱却していないか確認できる、特に作業効率が良い。
【００４１】
又、チップ検出手段１８は、反射型の光センサであるので、透過型の光センサよりも小さなスペースに設置でき、それだけヘッド部１６はコンパクトになっている。
【００４２】
又、分注装置１０は、チップ検出手段１８が、ノズル１４へのチップ１２の装着を検出する機能及びノズル１４からのチップ１２の脱却を検出する機能を兼ねているので、それだけ部品点数が少なく低コストである。
【００４３】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００４４】
図５に示されるように、本第２実施形態に係る分注装置５０は、前記第１実施形態に対し、複数のチップ検出手段１８が複数のスライド部２４に個別に取付けられたことを特徴としている。他の構成については、前記第１実施形態に係る分注装置１０と同様であるので説明を省略する。
【００４５】
分注装置５０は、チップ検出手段１８がスライド部２４に取付けられており、ノズル１４のピッチの調節に伴ってチップ検出手段１８がノズル１４と共に列方向に移動するので、ノズル１４のピッチの設定値に拘らず、ノズル１４の下端のチップ１２の有無を検出することが可能である。言い換えれば、ノズル１４の下端のチップ１２の有無を検出するために、ノズル１４のピッチの調節する必要がないので、それだけ作業効率が良く、又、それだけ早期にチップ１２の脱落を検出することができ、信頼性が高い。尚、ノズル１４と共に上下動するノズルヘッド２５にチップ検出手段１８を取付けてもよい。このようにすることで、ノズル１４の下端のチップ１２の有無を検出するために、ノズル１４のピッチだけでなくノズルの上下方向の位置も調節する必要がなく、チップ１２の有無を常時検出することが可能となり、作業効率及び信頼性を更に高めることができる。
【００４６】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【００４７】
図６に示されるように、本第３実施形態に係る分注装置６０は、前記第１実施形態に対し、複数のノズル１４のチップ１２の有無を共通のチップ検出手段１８が検出するように構成されたことを特徴としている。他の構成については、前記第１実施形態に係る分注装置１０と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
分注装置６０は、ノズル１４を列方向に移動させて、チップ検出手段１８にノズル１４を順次接近させることで、共通のチップ検出手段１８で複数のノズル１４のチップ１２の有無を検出することができる。尚、１個のチップ検出手段１８で８本のノズル１４のチップ１２の有無を検出してもよいが、例えば、チップ検出手段１８を２個備え、各チップ検出手段１８が４本のノズル１４のチップ１２の有無を検出するようにしてもよい。
【００４９】
このように分注装置６０は、共通のチップ検出手段１８が複数のノズル１４のチップ１２の有無を検出するので、チップ検出手段１８の部品点数が少なく、コンパクトで低コストである。
【００５０】
尚、上記第１〜第３実施形態において、チップ検出手段１８は、隣接する他のチップ検出手段１８と上下方向に逆向きの姿勢となるように配置されてヘッド部１６に取付けられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、隣接するチップ検出手段１８間の迷光が問題とならない場合には、複数のチップ検出手段１８を上下方向に等しい向きでベース部１６に取付けてもよい。
【００５１】
又、上記第１〜第３実施形態において、チップ検出手段１８の列方向の幅は約９ｍｍ以下であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、チップ検出手段の列方向の幅は、ノズル１４のピッチの調節範囲の最大値以下の範囲で適宜決定すればよい。尚、上記第３実施形態のように、複数のノズル１４のチップ１２の有無を共通のチップ検出手段１８が検出する場合には、チップ検出手段１８の列方向の幅は、ノズル１４のピッチの調節範囲の最大値以上としてもよい。
【００５２】
又、上記第１〜第３実施形態において、チップ検出手段１８は、投光部２０と、受光部２２と、を有してなる限定反射型光センサであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ノズル１４のチップ１２の有無を正確に検出することができれば、例えば、光を集光しないで投光及び／又は受光する反射型光センサや、透過型光センサ等の他の種類のセンサを用いてもよい。
【００５３】
又、上記第１〜第３実施形態において、分注装置１０は、ノズル１４を８本備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、４本のノズルを備えた分注装置や６本のノズルを備えた分注装置についても本発明は適用可能である。又、ノズルを１本だけ備える分注装置についても本発明を適用すれば、ノズル１４のチップ１２の有無を早期に検出し、作業効率及び信頼性を高める効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、試薬、検体等の液状試料の分注に用いられる分注装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる分注装置のヘッド部の概略構造を示す斜視図
【図２】同ヘッド部のチップ検出手段の周辺の構造を拡大して示す斜視図
【図３】同ヘッド部のスライド部周辺の構造を模式的に示す側面図
【図４】限定反射型光センサの構造を模式的に示す側面図
【図５】本発明の第２実施形態にかかる分注装置のヘッド部のスライド部周辺の構造を模式的に示す側面図
【図６】本発明の第３実施形態にかかる分注装置のヘッド部のスライド部周辺の構造を模式的に示す底面図
【符号の説明】
【００５６】
１０…分注装置
１２…チップ
１４…ノズル
１６…ヘッド部
１８…チップ検出手段
２０…投光部
２２…受光部
２４…スライド部
２５…ノズルヘッド
【図１】
2005221469.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005221469.tif 000005
【図４】
2005221469.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005221469.tif 000008