(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋体（８２）が回転動作により除去及び固定されるようになっており、脱キャップシステム（１０）がセンタリング・ユニット（６０，６２，７８）を具備してなり、該センタリング・ユニット（１６，７８）がその下端に蓋体（８２）と係合する部材（６０，７８）を備えた、蓋体（８２）により封止された試薬容器又はカートリッジシステム（２８）を開口するための脱キャップシステム（１０）であって、
該脱キャップシステム（１０）が、処理されるべきカートリッジシステム（２８）の高さ（３０）及び／又はサイズの変化を補償する少なくとも一つの駆動される垂直動自在のスクリューイング・ヘッド（３６）を具備し、
前記スクリューイング・ヘッド（３６）のそれぞれが、少なくとも一つの張力バネ（５２）によりバネ荷重された王冠形のスクリューイング・リング（５６）を具備し、
前記王冠形のスクリューイング・リング（５６）が、そのリムの周縁に沿って配置された複数の歯形突起（５８）を有し、
前記スクリューイング・ヘッド（３６）が、処理されるべき蓋体（８２）と係合するセンタリング・ユニット（７８）を備え、前記蓋体に付勢力を与えるツール又はチャック（６０）を具備し、
前記付勢力を与えるツール又はチャック（６０）がスクリューイング・ヘッド（３６）内で張力バネ（５０）により予め荷重が付加されている、脱キャップシステム（１０）。
【請求項２】
前記王冠形のスクリューイング・リング（５６）に載置又は一体化されたリング部材若しくは除去装置（６６）と、を有する請求項１に記載の脱キャップシステム（１０）。
【請求項３】
リング部材若しくは除去装置（６６）が、前記王冠形のスクリューイング・リング（５６）の上に載置又は中に一体化されている請求項２に記載の脱キャップシステム（１０）。
【請求項４】
センタリング・ピン（６２）を含み、付勢力を与えるツール又はチャック（６０）が、スクリューイング・ヘッド（３６）のスクリュー支持部（４２）に対し第１のバネ部材（５０）により偏倚され、及び/又は、スクリューイング・リング（５６）に対し付勢力を与える部材（５４）によりバネ荷重が加えられている請求項１に記載の脱キャップシステム（１０）。
【請求項５】
処理されるべきカートリッジシステム（２８）が位置決め機構（２０４，２０５）により固定され、処理されるべきカートリッジシステム（２８）の表面（３２）の、前記スクリューイング・ヘッド（３６）の王冠形のスクリューイング・リング（５６）に対する相対位置が、アダプター装置（２００）により調整されて、高さ（２０６）の変化を補償する請求項１に記載の脱キャップシステム（１０）。
【請求項６】
カートリッジシステム（２８）から又はカートリッジシステム（２８）内のランダムな位置に収容された容器から、蓋体（８２）のねじを緩めるための方法であって、
ａ）処理されるべきカートリッジシステム（２８）を、複数のスクリューイング・ヘッド（３６）の下方に配置された表面（１２）上に積載する工程と、
ｂ）前記複数のスクリューイング・ヘッド（３６）を前記カートリッジシステム（２８）の上面（３２）に向けて移動させ、又は積載された前記カートリッジシステム（２８）を複数のスクリューイング・ヘッド（３６）に移動させる工程と、
ｃ）前記カートリッジシステム（２８）を一つの操作サイクルで処理する工程と、
ｄ）前記カートリッジシステム（２８）から又は前記カートリッジシステム（２８）内に収容されている容器から、ねじを緩められた蓋体（８２）を、処理の後に、前記表面（１２）の下方に配置された蓋容器（２０）内に移動させる工程と、
を具備し、
試薬を収容した容器を封止若しくはカートリッジシステム（２８）を封止する蓋体（８２）の異なるねじ締め高さ若しくは蓋体（８２）の不存在を、前記スクリューイング・ヘッド（３６）の、バネ荷重を受けた後退動作により補償することを特徴とする方法。
【請求項７】
処理されるべき前記カートリッジシステム（２８）の高さ（３０）を検出し、この検出された前記カートリッジシステム（２８）の高さ（３０）によって、前記複数のスクリューイング・ヘッド（３６）を下方方向に所定の垂直動を行う請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多数の試薬を多くの場合、同時に収容、処理することができる自動分析装置の技術分野に関する。この関係において、サンプル及び試薬を分析装置内でできる限り完全に自動的取扱いを可能とし、手動での取扱い工程を不必要にすることが望ましい。それにより、多くの分析手法の簡略化及び加速が可能となる外、更に分析手法におけるヒトの錯誤により間違いを少なくすることができる。
【背景技術】
【０００２】
特に、高いサンプリング速度が要求される大規模研究所においては、自動分析装置に対し厳しい要求が課せられる。この場合、分析装置は異なるサンプルを有する多数の反応容器を搬送し、異なる試薬容器にそれらを割り当てることができなければならない。この点において、とりわけピペット装置は、対応する試薬の添加によりサンプルの分析を行うと共に、更なるサンプリング処理工程を行うのに使用される。それゆえ、試薬及びサンプルの完全な自動化処理が行われる場合は、特殊の分析手法のための専門家の関与を要することなく、労働集約的分析手法を信頼性良く、かつ、迅速に行うことができる。完全又は部分的自動化分析手法について要求されていることは、例えば、対応する量の試薬を必要とする異なるサイズのサンプル量の取扱いである。完全自動分析システムにおいては広範な種類の要求を満足させるものでなければならない。以下に簡単に概説するように、高いスループットの分析システムもあれば、低いスループットの分析システムも存在する。
【０００３】
試薬の低いスループットの分析システムにおいては、液体取出しのためのサイクル時間は約４ないし１０秒であり、各液体取出し時においてピペット針は容器の蓋を貫通した状態にある。低いスループットのため、試薬カートリッジは比較的長い滞留時間、装置上に置かれる。試薬カートリッジがめったに要求されない稀にしか使用されない試薬を収容し、そして、試薬カートリッジがめったに要求されない稀にしか使用されない試薬を収容し、それゆえ試薬が低いスループットにより分析システム内に４週間までの期間留まることがある場合、この滞留時間は更に引き延ばされる。これらの試薬カートリッジにおいては、蒸発に対する高いレベルの保護の必要性がある。
【０００４】
試薬の高いスループットにより特徴づけられる分析システムにおいては、ピペット操作、試薬ロータ及びピペット針の位置決めについてのサイクル時間は、一般に１ないし４秒の短い時間である。この短いサイクル時間のため、ピペット針による漏斗の刺通は不可能である。試薬の高いスループットのため、この分析システム上での各試薬カートリッジの滞留時間は僅か１ないし２日であり、そのため、開放フラスコからの蒸発はここでは許容される。
【０００５】
非常に小さな容量の取扱いについて、例えば、EP 0 504 967（特許文献１）に記述されている。この文献には、小量の取出しを可能とする試薬容器であって、更なる処理工程中、容器中に残留する液体の蒸発及び老化が避けられる試薬容器が開示されている。
【０００６】
この目的のため、試薬容器には適当に設計された蓋が用いられ、これは一方において、液体の取出しに適したものとなっており、他方において、容器の内容物の蒸発を抑制するようになっている。この蓋は、その基部の中間部に円形の開口部が設けられ、この開口部は蓋内部に向けられており、円錐状先端にて開放されるようになっている。サンプルの取出しの際は、この円錐状先端が最初に貫通され、ついで、極めて少量のサンプルを取出すためのピペット針が容器内に導入される。
【０００７】
容器から試薬を取り出したとき、小さな開口部がシリンダーの先端にのみ残される。サンプルを取り出した後、このシリンダー先端の小さな開口部が試薬容器から液体が蒸発するのを殆ど抑制させ、かつ、容器の内容物が、例えば大気中の湿気又は周囲環境内の酸素との接触により変化するのを防止するものとなる。この容器蓋体の更なる詳細については、この従来技術から知ることができよう。
【０００８】
しかし、より高いスループットと、より短い処理時間が必要な場合は、サンプルの効率的取扱いを行おうとするピペット装置は液体を分取するため、対応して大きいピペット用先端を有するものとなる。この場合も、より大きいピペット用先端を試薬容器内部に挿入させるため、蓋に、より大きい開口部が必要となる。
【０００９】
US 6,225,101（特許文献２）及びUS 3,991,896（特許文献３）に記載されているように、試薬容器の蓋内の開口部を、ピンの助けを借りて、試薬容器の蓋のシャフトを通してプレスされるようにしたボール手段により行うこともできる。この場合、液状試薬はこのシャフトを介して取り出される。他の可能性として、WO 83/01912（特許文献４）に記載されているように、例えばカニューレにより蓋体を刺通させることも考えられる。その開口部の直径はシャフト又はカニューレのサイズに従って選択することができる。
【００１０】
従来技術において、この種のサンプル処理は、生物学的サンプルの臨床的化学分析の分野での分析システムで採用されている。液状試薬の所望量を取り出すため、この試薬は開放試薬容器から取り出され、自動ピペット装置を介して反応用キュベット内に移される。各ピペット手法について、ピペット装置の電気機械的駆動アームが開放試薬容器に案内され、サンプルの取扱いを所望の様式で行うことができる。標準的試薬容器の内容物の量は、この場合、多数のピペット手法を可能にするのに十分な量である。これに関連して、その液体が完全に使い尽くされる前に分析処理の間に蒸発することが見出されている。これは、一方において、試薬の蓋体の除去を介してなされ、他方において、蓋体中の大きな開口部の形成を介してなされるものである。特に、大気湿度の低い部屋において、可なりの量の試薬溶液が蒸発を介して失われることがしばしばある。その結果の一つとして、その蒸発は溶液中の試薬の濃度増加をもたらす。対照的に、大気湿度の比較的高い部屋において開放試薬容器を使用する場合は、試薬溶液の量が増大する。すなわち、冷却した試薬を使用するとき、凝縮水形成により試薬溶液の量が増大し、時間が経つにつれて試薬の濃度が減少する。更に、開放試薬容器が使用される場合、周囲の空気とのガス交換がなされ、とりわけ、試薬の老化を生じさせる。試薬に対するこのような作用、特に試薬濃度に対する作用は、結果として分析の正確性の悪化をもたらすものとなる。更に、試薬の蓋体の除去をしばしば手動で行わなければならないことが見出された。このような状況下で、実験担当者は、包装から新たな試薬容器を取り出し、最初に蓋体を除去し、ついで、その開放試薬容器を空の試薬容器に代って、分析システム内に配置させなければならない。一つの同じ分析システムにおいて多くの異なる試薬を異なる時間で必要とすることがしばしば起きるから、実験担当者による手動での取扱いは可なりの労働及び時間を要することになる。容器を再度、閉じるとき、蓋体が混同しないように更に注意する必要がある。手動で行う手法において、蓋体の混同の可能性は不確実性の要因でもある。
【００１１】
したがって、従来技術において、試薬容器蓋体を自動的に取除くことができる種々の方法が記述されている。EP 0 930 504（特許文献５）には、サンプル容器上の蓋の自動的取扱いを意図した蓋体握持装置が開示されている。この場合、サンプル容器の蓋体には釘状物が設けられ、その外周部を蓋体握持装置が握持するようにしている。チャックにより蓋体が確実に保持され、それゆえ、蓋体握持装置が上昇したとき、この蓋体は完全に容器から離脱され、他方、据付スリーブが容器を下向きに保持し、容器が上昇するのを防止している。
【００１２】
US 5,846,489（特許文献６）にも同じく、試薬容器開口のための自動システムが開示されている。その方式によれば、握持装置のピンが、蓋内にその目的のために設けられた溝内に挿入されるようになっている。このピンは一端にビードを有し、これがピンをこの蓋の溝内に掴せるようにしている。ついで、ピンを上昇させることにより、この蓋が試薬容器から除去されることになる。
【００１３】
更に、US 5,064,059（特許文献７）にも、試薬容器から蓋を取除くための装置が記載されている。しかし、この従来技術で記載されているものは、ストッパーにより閉じられている試薬容器の自動的開放についてのみである。通常、ストッパーは試薬容器ではなく、単に試験管を閉じるために使用されるものであり、この試験管にはヒト又は動物からの血液又は他の体液が収容されている。この場合、この従来技術の欠点は、そこに記載されている機構は試薬容器のねじタイプの蓋の開放を可能にするものではないことである。しかし、実際には、揮発性液体をしばしば収容することのある試薬容器については、ねじタイプの蓋が特に適している。なぜならば、ねじタイプの蓋は容器の確実な封止を保障するからである。
【００１４】
従来技術として、US 6,216,340（特許文献８）にも、ねじにより容器に固定された試薬用蓋の除去について開示されている。この場合、開口具及び試薬蓋体は差込み閉被のようにして相互作用する。試薬蓋体に形成された案内溝を介して、自動開口具がピンを回転によりこの案内溝に沿って蓋体内に挿入され、これが案内溝の終点まで装着されるようになっている。この回転式動きがこの方向に継続されることにより、試薬容器から蓋体を回転、離脱させることが可能になる。この開口具を逆方向に回転させることにより、蓋体と開口具との接続が再び開放されることになる。この従来技術の欠点は、蓋体に対する差込み閉被の正確な作りが、このシステムの機能的信頼性を確保するために必須要件となることである。容器への充填の後の、このねじ操作は差込み閉被の僅かな許容角度位置を保障するものでなければならず、同時に、良好な封止作用を有するものでなければならない。
【００１５】
更に、開口具は各試薬容器に対し正確に案内され、バイオネット閉じ口内に開口具のピンが係合することを可能にしなければならない。これは分析システムにおける試薬容器の正確な配置又は分析システムによる各試薬容器のため位置検出が要求される。更に、試薬蓋体を製造するのに複雑な道具が必要となり、その結果、製造コストの増大を招くことになる。
【００１６】
特に試薬容器が使い捨て物品として取り扱われる場合、このことはかなりの不利なものとなる。最初の蓋体の除去の後、開口具を試薬容器を再び開口するのに使用する前に、蓋体は更に開口具から除去しなければならない。記載されている実施例では、これを行うため更なる対策が必要となり、この対策は蓋体を逆方向に回転させ、蓋体を開口具から除去できるようにするものである。
【００１７】
EP 1 452 869 A2（特許文献９）には試薬容器の自動開口システムが記載されている。試薬容器を開口させるための試薬カートリッジ開口モジュールは、キャリアを具備し、その下端にキャッチ部材が設けられている。このキャッチ部材は試薬容器蓋体を回転しないように確実に固定するものである。更に、センタリングユニットが基本的にキャリア内に案内されるようになっている。このセンタリングユニットは、その下端にスナップ嵌め部材を有し、これが、この目的のために設けられた試薬容器蓋体とスナップ嵌め接続で係合するようになっている。それゆえ、試薬容器蓋体がスナップ嵌め部材に付着し、少なくとも部分的にスナップ嵌め部材の動きに従うことになる。
【００１８】
EP 0 383 564 A2（特許文献１０）にはストッパー除去装置が記載されている。ストッパー除去装置は容器内のストッパーを自動的に除去するのに使用される。このストッパー除去装置は、ストッパーを握持するためのストッパー握持手段内にて容器を握持するための容器握持手段を有する。このストッパー握持手段は、ストッパーを握持しつつ、モータにより、その軸を中心として回転するようになっている。この除去装置は環状リングを有し、その内側表面から複数のスパイクが延出し、これらは尖端として終わっている。更に、このスパイクは大略的に非半径的に整合するように上記リング上に配置されている。その結果、スパイクは一方向に回転したときにのみストッパーを積極的に握持し、反対方向に回転したときにストッパーを摺動させることになる。
【００１９】
US 3,830,390（特許文献１１）には、薬剤ビン等のための安全蓋体が記載されている。容器のための、この安全蓋体はねじの付いた首部を有する。この蓋体は、比較的硬直な内側ねじの付いたキャップと、比較的柔軟な外側原動節とを有する。この内側キャップは円形頂部と、円筒状裾部とを有する。頂部周辺のキャップ裾部の外側には複数のリブが形成されている。原動節は円筒状裾部と、頂部とを有し、キャップ上に入れ子式に嵌合している。頂部と、原動節の裾部との結合部の内側に一連の内側下方に延出する複数のラグが設けられている。キャップの中心頂部でスペーサが原動節を垂直方向に離間した位置にて保持している。上記ラグは垂直前方エッジを有し、キャップを容器首部へと駆動させるため、リブ間にてリブと係合するのに十分な距離を以って下方に延出している。これらラグは更に、垂直バックエッジを有し、これらは、原動節が通常の位置にあるときは、それほど下方には延出しない。キャップは、原動節の周囲を曲げ、ラグのバックエッジをキャップ上のグリップと係合させることにより容器から除去される。他の具体例において、スペーサは環状のものであって、原動節のリムを保持している。ラグ及びリブはそれぞれオーバーキャップ及び原動節の内側環状領域に位置し、オーバーキャップの頂部の中心部は下方に曲げられていて、キャップのねじを緩めて開けるため、ラグのバックエッジをグリップと係合させている。
【００２０】
US 5,826,934（特許文献１２）には、液状試薬のための包装システムが記載されている。この液状試薬のための包装システムによれば、保持領域を有する２以上の容器が、プラグオン・プレートをこれら容器の保持領域上にプレスすることにより接合されている。この目的のため、プラグオン・プレートは２以上の孔を有し、その断面は容器の保持領域の断面と基本的に対応している。プラグオン・プレート及び/又は容器の保持領域には、ストッパー部材を設けることができる。これは、上記接合の後、容器とプラグオン・プレートとの分離を妨げるものである。
【００２１】
上記EP 1 452 869 A2（特許文献９）による従来技術の解決法はスナップ嵌めボール固定を有する試薬容器の脱キャップに関するものである。このシステムによれば、カートリッジシステムは少なくとも一つの容器を有し、この容器には、開口され、ねじを緩められるねじ固定の蓋を有し、その後、処分されるようになっている。このEP 1 452 869 A2（特許文献９）によるシステムは、その解決法によれば、僅か１個のねじの付いた蓋体のみが一度にシステムにより係合されるよう限定されている。これはパフォーマンスを制限するものであり、平行処理を可能にするものではない。更に、僅か一つの高さのカートリッジシステム並びに僅か一つの高さの開放用容器が処理されるようになっている。これは同じく、EP 1 452 869 A2（特許文献９）によるシステムのパフォーマンスを制限するものとなる。ねじを緩められた後に蓋体を捉えるのに使用されるセンタリングピンは基本的に保護されておらず、それゆえ損傷を受けやすい。スクリューイング・ヘッドは正常に機能させるため、正確な位置決めを要し、カートリッジシステムの製造において潜在的な許容度など、より大きな許容度を補償するものではない。更に、上記ＥＰ1 452 869 A2（特許文献９）による解決法は、ねじを緩める間、すなわち、ねじの付いた蓋体を備えた単一容器の開口プロセスにおいて、能動的握持からカートリッジの位置決め及び保持を提供するものではない。更に、ねじを緩められた蓋体を取除くため並びにスクリューイング・ヘッドの垂直な動きを行うため、屑用開口部上でスクリューイング・ヘッドの更なる水平移動又は回転移動が要求される。
【特許文献１】欧州特許公開第0 504 967号
【特許文献２】米国特許第6,225,101号
【特許文献３】米国特許第3,991,896号
【特許文献４】国際公開83/01912
【特許文献５】欧州特許公開第0 930 504号
【特許文献６】米国特許第5,846,489号
【特許文献７】米国特許第5,064,059号
【特許文献８】米国特許第6,216,340号
【特許文献９】欧州特許公開第1 452 869号A2
【特許文献１０】欧州特許公開第0 383 564号A2
【特許文献１１】米国特許第3,830,390号
【特許文献１２】米国特許第5,826,934号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は以上のような従来技術の解決法に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、試薬で充填される容器の可撓性開口部を提供するものであり、これは容器及びカートリッジシステムの平行処理を、一度に処理されるカートリッジシステムの容器の数に関係なく、試薬を収容する容器の高さ及びサイズに関係なく、更にカートリッジシステムのサイズ及び高さに関係なく、行うことを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本願発明は脱キャップシステムを提供するものであり、そのスクリューイング・ヘッドの形状及び構成によりカートリッジシステム内に貯蔵されている多数の容器を平行処理することができる。特に、このカートリッジシステムは、その中にランダムに位置する２以上試薬収納容器を含んでいる。本発明による脱キャップ装置は、１サイクル内で任意数の容器を有する全カートリッジシステムを同期的に処理することを可能にする。本発明の脱キャップシステムの少なくとも一つのスクリューイング・ヘッドがランダムな数の容器を有するカートリッジシステムの処理を単一処理サイクルで同期的に行うことを可能にするものであり、特に、全てのねじの付いた蓋体のねじを緩め、種々の理由から最早使用されないこのねじの付いた蓋体を廃棄することを可能にする。
【００２４】
本発明の主な利点は、この脱キャップシステムが、単一の容器のみ、あるいは平行に処理されるべき多数の容器を収容することがあるカートリッジシステムの平行処理を可能にするという事実である。更に、試薬を収容した容器が配置されているこのカートリッジシステム内の位置については重要ではない。本発明によるこの少なくとも一つのスクリューイング・ヘッド又は複数のスクリューイング・ヘッドはカートリッジシステムの可変サイズ、特に可変高さを自動的に検出し、その後、カートリッジシステムの高さ並びにカートリッジシステムでの試薬容器の順序に関係なくカートリッジシステムを処理するようになっている。
【００２５】
他の実施例において、異なるサイズ及び特に異なる高さを有するカートリッジシステムの処理が適当なアダプターの使用により実現されるようになっている。この他の実施例のカートリッジシステムはカートリッジシステムが小さ過ぎること、すなわち、高さが低いことを識別し、先に識別したカートリッジユニットを更に処理することをしない。更に、このアダプター装置は経済的に取り扱われる。すなわち、このアダプター装置は磁気力で固定することができる。このことは、故障の場合、例えばねじの付いた蓋体がこのシステム内の何処かでブロックされている場合、このアダプター装置を最初に移動させ、処理されているカセット及び/又は上記ねじの付いた蓋体を移動させることを可能にする。異なる数のアダプター装置を用いて、異なる高さのカートリッジシステムを、そのアダプター装置を交換するだけで非常に容易に処理することができる。このカートリッジシステムは保持機構により固定され、本発明のシステムのユーザーが、現に処理されつつあるカートリッジシステムの処理を中断するのを抑止するようになっている。
【００２６】
更に、本発明の双方の実施例における少なくとも一つのスクリューイング・ヘッドは、少なくとも一つのバネ部材により偏倚されるようになっており、それにより上記の少なくとも一つのスクリューイング・ヘッドに対し張力（テンション）が働くと共に、異なる高さのねじの付いた蓋体を有するカートリッジシステムの握持を可能にしている。更に、この少なくとも一つのバネ部材により偏倚されたスクリューイング・ヘッドはねじの付いた蓋体の処理において該蓋体に対し力を加え、この少なくとも一つのスクリューイング・ヘッドと、処理されるべきねじの付いた蓋体との間の緊密な接触を生じさせる。ねじ締めを解かれた蓋体は環状剥離部材により処理される。上記環状剥離部材のジオメトリーに相当する形状の剥離用フォークなどの装置が上記少なくとも一つのスクリューイング・ヘッドからねじ締めを解かれた蓋体を取除くようになっている。このねじ締めを解かれた蓋体は、センタリングピンの保持部材により剥離され、カートリッジシステムの下方に配置された容器内に廃棄される。これは、スクリューイング・ヘッドの廃棄位置への更なる動きを回避させ、複雑化の軽減をもたらすものである。
【００２７】
本発明によりスクリューイング・ヘッドは、ソケットレンチと同様のバネ偏倚王冠形部材を具備し、これがねじの付いた蓋体の外側歯部と係合し、その回動によりねじの付いた蓋体を除去するようになっている。このスクリューイング・ヘッドはねじの付いた蓋体との関連でセンタリングする目的から、中央に配置されるセンタリングピンを具備し、これが、ねじの付いた蓋体の漏斗状キャビティ内にてスクリューイング・ヘッドをセンタリングさせ、更にスナップ嵌め動作によりねじの付いた蓋体の一部と係合させるようになっている。このように、ねじの付いた蓋体は少なくとも一つのスクリューイング・ヘッドに固定される。このセンタリングピンの上記偏倚部材、すなわちユニバーサル・ボールジョイントなどは外側に向う半径方向の引張りツールとして作用し、ねじの付いた蓋体の製造公差を補償するものである。
【００２８】
更に、本発明の脱キャップシステムは適当数のスクリューイング・ヘッド、好ましくは２ないし３個のスクリューイング・ヘッドを具備している。これらスクリューイング・ヘッドはバネ部材により支持されており、それによりねじの付いた蓋体及びカートリッジシステムの異なるサイズ及び高さの処理を可能にしている。ねじの付いた蓋体の不存在は、全バネ装着スクリューイング・ヘッドの後方への動きにより補償される。このスクリューイング・ヘッドに予め張力（テンション）を加えておくことにより、ねじ締めプロセスにおいて、スクリューイング・ヘッドを、垂直方向のねじのピッチに同期させて移動させる必要はなくなる。更に、スクリューイング・ヘッドのバネ偏倚構成のため、上記ねじ締めプロセスを静止位置で行うことができる。センタリングピンは弾性蓋体保持装置を具備している。好ましい実施例において、この蓋体保持装置は、スリット付き偏倚張力を与えるツール、例えばチャックとして作られていて、Ｏ-リングバネ装置として配置されている。
【００２９】
保護ピンを含めて全センタリングピンはスクリューイング・ヘッド内に分離して配置されていて、バネ駆動され、ねじの付いた蓋体の製造公差を補償するようになっている。更に、ねじの付いた蓋体の窪み内にての張力を与えるツールの確実な係合を確保するものである。
【００３０】
このセンタリングピン内に上記保護ピンが設けられ、これはチャックのような張力を与えるツールから突出している。この保護ピンは一般的にセンタリングピンの張力を与えるツールを変形及び破損から保護するためのものである。このような変形等は、センタリングピン及び張力を与えるツール又はチャックによる固体表面（例えば各位置でのねじの付いた蓋体の欠落した状態でのカートリッジシステムの上面）への意図しない又は意図する接触により発生する。
【００３１】
カートリッジシステムの或る位置への固定は固定ピンにより行われる。すんわち、固定ピンがカートリッジシステムの開口部と係合し、それゆえカートリッジシステムの処理に際し、カートリッジシステムとの接続がなされる。カートリッジシステムの容器から蓋体のねじ締めを解いた後、カートリッジシステムは上記固定ピンにより開放される。その他、この固定ピンを、上記カートリッジシステムをその外側表面と接触する摺動部材として形成してもよい。
【００３２】
容器からねじ締めを解いたねじの付いた蓋体を破棄するための環状剥離部材は、スクリューイング・ヘッドの外側から作動可能となっており、その弾性により、ねじの付いた蓋体の破棄の後、出発位置へと自動的に戻るようになっている。先にねじ締めを解かれた蓋体の除去は、環状剥離部材と、静止状態に配置された剥離用フォークとの間の接触により上記の少なくとも一つのスクリューイング・ヘッドの垂直方向の動きにより行われる。この剥離用フォークの逆の垂直方向への動きも考えられ、その場合、環状剥離部材は静止状態に装着される。スクリューイング・ヘッドの下方に配置された容器内へのねじ締めを解かれた蓋体の廃棄は、このスクリューイング・ヘッドの下のディスクトップからカートリッジシステムが除去された後に実行される。
【００３３】
本発明による半自動ねじ締めシステムの手法について、二つの実施例が考えられる。
【００３４】
第１に、制御がマイクロスイッチの使用により行われる。全サイクル及びカートリッジシステムの存否の検出、特にその高さ及びサイズの検出がマイクロスイッチによってのみ管理される。第２にソフトウエアを介しての制御も考えられる。回転速度、移動通路、速度などがソフトウエア・システム内で構成される。
【００３５】
蓋付き容器のレベルを検出するのに光学装置を用いることができ、これは特にＬＥＤ技術で実現することができる。このＬＥＤ技術はシステムの前方部での追加のディスプレーを節約するものとなり、スクリューイング・ヘッドの下に配置させた容器、すなわち、トラッシュビンのレベルの検出を容易にするものである。蓋付き容器の前方部は透明材料で作られており、蓋付き容器の充填レベルの迅速、かつ、容易な検出を可能にする。更に、この光学装置は装置の操作準備を指示するものとなり、システムの前方部の追加のディスプレーを節約するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
【００３７】
図1.1及び図1.2は本発明の第１の実施例の異なる斜視図を示している。
【００３８】
図1.1は脱キャップシステム１０を示している。これはテーブルを具備してなり、その表面は参照符号１２が付されている。垂直方向のリニアガイド１４が脱キャップシステム１０の表面１２に装着されている。リニアガイド１４に沿って垂直に移動自在なリニア駆動装置１６により、複数のスクリューイング・ヘッド３６が垂直方向に移動するようになっている。このリニア駆動装置１６からスクリューイング・ヘッド駆動装置２４が装着されていて、スクリューイング・ヘッド・ギア２６を駆動するようになっている。
【００３９】
スクリューイング・ヘッド・ギア２６は好ましくはウォームギア構成を有し、これにより複数のスクリューイング・ヘッド３６が回転駆動されるようになっている。リニア駆動装置１６に関連して、複数のスクリューイング・ヘッド３６が実質的に垂直方向に装着されている。すなわち、リニア駆動装置の垂直移動方向、すなわち、Ｚ方向と平行に装着されている。複数のスクリューイング・ヘッド３６が取着されているリニア駆動装置１６の垂直方向の動きが、上記表面１２の下方にて上記リニアガイド１４に装着されている駆動装置１８により行われる。図1.1に示すように、脱キャップシステム１０の表面１２に開口部３４が設けられている。この開口部３４は、表面１２の下方に装着されている蓋付き容器２０へのアクセスを可能するものである。カートリッジシステム２８内に配置された多数の試薬収容容器から、複数のスクリューイング・ヘッド３６により、ねじを緩められたねじの付いた蓋体８２が、ねじを緩められた後に蓋付き容器２０内に自動的に除去される。
【００４０】
図1.1に模式的に示すように、マイクロスイッチ２２が配置されており、これはリニア駆動装置１６の垂直移動を制限するものである。このリニア駆動装置１６に対し、複数のスクリューイング・ヘッド３６が垂直方向、すなわち、Ｚ方向に配置されている。
【００４１】
図1.2は、図1.1に示す本発明のねじ締め／脱キャップシステムの第１の実施例の異なる斜視図を示している。
【００４２】
図1.2は、脱キャップシステム１０の表面１２上に配置された高さ３０を有するカートリッジシステム２８を示している。試薬又は液体容器のねじを緩めるために使用することが好ましいが、この脱キャップシステム１０はねじの付いた蓋体を容器上にねじ締めし、封止を行うのに適宜使用することができる。上方カートリッジ表面３２はカートリッジシステム２８の高さ３０に従って垂直方向に延びている。図1.1で既に示したように、駆動装置１８を有するリニアガイド１４は脱キャップシステム１０の表面１２上に配置されている。
【００４３】
図1.2は、剥離用フォーク４０のような剥離装置を示している。これはリニア駆動装置１６とは反対側に配置されている。このリニア駆動装置１６は複数のスクリューイング・ヘッド３６を垂直方向、すなわち、上方又は下方に移動させるものである。図1.1に示す本発明の第１の実施例において、この剥離装置４０は静止状態に配置され、複数のスクリューイング・ヘッド３６は剥離装置４０との関連で移動自在となっている。この剥離装置４０により、カートリッジシステム２８内に収容された容器からねじを緩められた蓋体８２は重力により引っ張られ、複数のスクリューイング・ヘッド３６の尖端から除去され、開口部３４を介して、脱キャップシステム１０の表面１２の下方に配置された蓋付き容器２０内に破棄されるようになっている。
【００４４】
図1.1に示したスクリューイング・ヘッド・ギア２６はウォームギア機構３８を有し、回転動作をリニア駆動装置１６に割り当てられた複数のスクリューイング・ヘッド３６に伝達するようになっている。更に、図1.1には、基本的に水平に延出するウォーム３８に割り当てられたスクリューイング・ヘッド駆動装置２４が示されている。このウォーム３８は、本発明の第１の実施例である図1.1及び図1.2に示した複数のスクリューイング・ヘッド３６の夫々の対応する形状のギアと噛合している。
【００４５】
図1.1及び図1.2にそれぞれ示した第１の実施例から分かるように、このスクリューイング・ヘッド３６により、カートリッジシステム２８内に配置したランダムな数の容器が１度に処理されるようになっている。これら容器はカートリッジシステム２８内のランダムに選択された位置に配置されている。本発明による装置は多数の容器を収容する全カートリッジシステム２８を同期的に処理するものである。図1.1及び図1.2に示した第１の実施例における脱キャップシステム１０はカートリッジシステム２８を単一サイクルで処理し、そのサイクルにおいて全てのねじの付いた蓋体８２がカートリッジシステム２８内に配置された容器から取除かれる。本発明のこのシステムでは、カートリッジシステム２８が試薬で満たされた１個の容器のみを収容しているか、あるいは多数の容器を収容しているかは重要ではない。更に、試薬で満たされたこれら容器がカートリッジシステム２８内で配置されている位置についても有意なものではない。本発明のこのシステムは、上方カートリッジ面３２が延出しているカートリッジシステム２８の各高さ３０を自動的に検出するものである。このようにして、異なる高さの液体収容容器が設けられたカートリッジシステム２８が処理される。
【００４６】
図２は１個のスクリューイング・ヘッドを示している。
【００４７】
図２に示すように、スクリューイング・ヘッド３６はスクリュー支持部４２を有し、これは例えばジャケットのような形状をなしている。このスクリューイング・ヘッド３６は、その上端にウォームギア４８を有し、それがスクリューイング・ヘッド・ギア２６のウォーム３８と歯合している。参照符号４６はベアリングを示し、これにより図1.1及び図1.2にそれぞれ示すように、前記スクリューイング・ヘッド３６がリニア駆動装置１６内に装着されている。このスクリューイング・ヘッド３６の外周面７４には、環状除去用部材（特にリング状部材）６６が配置されている。この除去用装置６６の下方に、スクリューイング・リング５６が配置されており、これは周縁に沿って多数の歯形突起５８が設けられていて、図8.2に最もはっきり示すように、ねじの付いた蓋体８２の外周縁に設けられている溝８６と歯合するようになっている。このスクリューイング・リング５６の中央にセンタリング・コーン７８が示されている。
【００４８】
図３は、図２に示したスクリューイング・ヘッドの断面を示している。
【００４９】
図３に示すように、スクリューイング・ヘッド３６は、対称ジャケット形スクリュー支持部４２内に、ベアリング４６で囲まれた軸４４を具備している。この軸４４の下には、張力を与えるツール又はチャック６０が配置されている。この張力を与えるツール又はチャック６０は対称形状をなし、その細部は以下に説明するように図６及び6.1に夫々示されている。この軸４４上にはウォームギア４８が装着されており、それを介して回転動作が、図３に断面で示すスクリューイング・ヘッド３６に伝達されるようになっている。ウォームギア４８が装着された軸４４と、張力を与えるツール又はチャック６０の上面との間に、第１の張力バネ５０が配置されている。この張力バネ５０の形状については、その他、当業者が適宜設計し得るであろう。この第１の張力バネ５０により偏倚された張力を与えるツール又はチャック６０は第２の張力バネ５２により囲まれている。この第２の張力バネ５２は図３のスクリューイング・ヘッド３６の実施例では螺旋状となっている。この第１の張力バネ５０は王冠形スクリューイング・リング５６をテンションを与えるものである。このスクリューイング・リング５６は、スクリューイング・ヘッド３６の下方への動きにより蓋体８２のリムと係合する。この王冠形スクリューイング・リング５６上に設けられた複数の突起５８は蓋体８２の溝８６と係合する。この王冠形スクリューイング・リング５６はスクリュー支持部４２との関連で移動自在となっている。
【００５０】
図３に詳細に示したスクリューイング・ヘッド３６の断面から分かるように、リング形の除去用装置６６はスクリューイング・ヘッド３６内にてボルト形部材により固定されている。このボルトは、除去用装置６６の下方にて王冠形スクリューイング・リング５６の垂直移動を可能にしている。図２に示すように、開口部２１８が王冠形スクリューイング・リング５６の表面に設けられている。これは除去用装置６６を固定するボルト部材２１６との関連での王冠形スクリューイング・リング５６の動きを可能にするものである。図３には更に、第３の張力バネ５４が示されており、これによりスクリューイング・リング５６がリムーバー・チューブ６４に対し偏倚されている。王冠形スクリューイング・リング５６の下端外周には、図8.1及び８．２にそれぞれ示すように蓋体８２の溝８６と係合する歯形突起５８が示されている。図３に示すように、張力を与えるツール又はチャック６０はセンタリングピン６２を有し、そのセンタリング・コーン７８が図8.1及び８．２にそれぞれ示すように、張力を与えるツール又はチャック６０により係合されるべき蓋体８２を、スクリューイング・リング５６の突起５８と、蓋体８２の周縁の溝８６との関連で、センタリングさせるようになっている。
【００５１】
第３の張力バネ５４は、王冠形スクリューイング・リング５６との関連でリムーバー・チューブ６４の垂直方向の動きを可能にしている。第２の張力バネ５２は王冠形スクリューイング・リング５６とスクリュー支持部４２との間の相対的動きを可能にする。最後に、張力を与えるツール又はチャック６０は、それと、軸４４との間に配置された第１の張力バネ５０により予め引張り応力が与えられている。
【００５２】
図４は、複数のスクリューイング・ヘッドを有する脱キャップシステムを示している。
【００５３】
図４に示す実施例において、リニアガイド１４はその下端に駆動装置１８を備えていて、リニア駆動装置１６の垂直方向の動きを可能にしている。このリニア駆動装置１６上にはスクリューイング・ヘッド駆動装置２４が配置されている。これはスクリューイング・ヘッド・ギア２６を介して、並列するスクリューイング・ヘッド３６を同時に駆動するものである。スクリューイング・ヘッド３６の下端には、先の図２及び図３に詳しく示したように王冠形スクリューイング・リング５６が設けられている。
【００５４】
王冠形スクリューイング・リング５６下方周縁には、複数の歯形突起５８が蓋体８２の溝８６と歯合している。図４の斜視図に示すように、リニア駆動装置１６は第１のマイクロスイッチ６８を具備し、これはＺ−頂部ストップとして使用される。この第１のマイクロスイッチ６８を介して、先に係合していた蓋体８２の突き落としが開始される。第２のマイクロスイッチ７０Ｚ−底部１を介して、上方カートリッジ表面６２の存在が検出され、複数のスクリューイング・ヘッド３６の回転駆動が活性化される。図４に示す実施例による第３のマイクロスイッチ７２を介して、ねじ締め、すなわち、各スクリューイング・ヘッド３６の王冠形スクリューイング・リング５６の回転動作が開始される。
【００５５】
図５は、斜め下方角度から見た図である図４の複数のスクリューイング・ヘッドの斜視図を示している。
【００５６】
図５に示すように、直線状ガイド１４は多数の溝を有し、これに垂直方向（Ｚ方向）に移動するリニア駆動装置１６が案内されるようになっている。図５に示すように、スクリューイング・ヘッド・ギア２６を介して、スクリューイング・ヘッド駆動装置２４がウォーム３８と係合し、このウォーム３８は図２及び３に示すスクリューイング・ヘッド３６の夫々のウォームギア４８と歯合している。この駆動装置２６，３８，４８を介して、回転動作が、スクリューイング・ヘッド３６の底部に配置された王冠形スクリューイング・リング５６に伝達される。図５の斜視図に示すように、第１のマイクロスイッチ６８（Ｚ−頂部ストップ）が接触することにより、王冠形スクリューイング・リング５６により先に係合された蓋体８２の除去が開始されている。
【００５７】
図６，6.1及び７は張力を与えるツール又はチャックが詳細に示されており、これは図２及び３にそれぞれ詳細に示すスクリューイング・ヘッド３６内に配置されている。
【００５８】
図６に示すように、張力を与えるツール又はチャック６０は、その底部に上記センタリング・コーン７８及びほぼ環状に延出するリングである保持用突起７６が設けられている。この張力を与えるツール又はチャック６０には複数の長手方向に延出するスリット８０が設けられていて、張力を与えるツール又はチャック６０の舌部に弾性を付与している。
【００５９】
図6.1は、図６に示す張力を与えるツール又はチャック６０の他の実施例を示している。
【００６０】
図6.1に詳細に示す実施例において、センタリング・コーン７８上に配置された保持用突起３６は１例として弾性ゴム製のＯ−リングからなっている。このＯ−リングを介して、図8.1及び８．２に夫々明示するように、ねじの付いた蓋体８２がバネ付勢の張力を与えるツール又はチャック６０により係合される。円錐状領域７８には長手方向のスリット８０は形成されていない。なぜならば、図8.1及び８．２に夫々明示するように、蓋体８２と係合するための弾性がＯ−リングを構成するゴム材料の弾性から提供されるからである。すなわち、図6.1に示す実施例においては、張力を与えるツール又はチャック６０の長手方向のスリットは必要ではない。
【００６１】
図７に明示するように、張力を与えるツール又はチャック６０には４つの長手方向のスリット８０が形成されており、それにより互いに離間する４つの舌部が形成されている。本発明のスクリューイング・ヘッド３６の垂直下方動により、環状に延出する保持用突起７６を備えたセンタリング・コーン７８が、図8.1に明示するように蓋体８２の漏斗状キャビティ８４と係合している。
【００６２】
張力を与えるツール又はチャック６０の断面はナット形状のものであり、それにより、図３に示すように、スクリューイング・ヘッド３６内に使用さる張力を与えるツール又はチャック６０内の張力バネ５０，５２により予め張力を与えられたとき、張力を与えるツール又はチャック６０の正確な案内が可能となる。
【００６３】
図8.1及び8.2は、本発明の脱キャップシステム１０によりねじ締めされ、又はねじを緩められる蓋体８２を示している。図8.1に断面として明示するように、蓋体８２は軸９０を中心として対称となっており、内側ねじ８８を有する。試薬で或る程度充填された容器は上方開口部を囲むねじを有し、この容器のねじが蓋体８２の内側ねじ８８のピッチと合致している。更に、蓋体８２は漏斗状キャビティ８４を有し、これが張力を与えるツール又はチャック６０のセンタリング・コーン７８により係合されるようになっている。夫々図６及び6.1の実施例に示す各環状保持用突起（７６）が、蓋体８２内の漏斗状キャビティ８４を制限する壁部９２と係合するようになっている。したがって、センタリング・コーン７８は、蓋体８２の漏斗状キャビティ８４の壁部９２の内側の内側突起９４に環状保持用突起７６が係合するまで、蓋体８２の漏斗状キャビティ８４内に挿入される。本発明のスクリューイング・ヘッド３６の張力を与えるツール又はチャック６０及び王冠形スクリューイング・リング５６（バネ荷重され、垂直動を補償することができる）のため、容器との関連での蓋体８２の回転動作の間で、王冠形スクリューイング・リング５６により係合された蓋体８２の垂直動（容器との関連で）が補償される。それゆえ、スクリューイング・ヘッド３６の調整は必要ではない。更に、スクリューイング・ヘッド３６をリニアガイド１６に固定することができ、張力を与えるツール又はチャック６０及び王冠形スクリューイング・リング５６は夫々、蓋体８２の垂直動を補償することができる。このバネ荷重された張力を与えるツール又はチャック６０及び王冠形スクリューイング・リング５６のため、王冠形スクリューイング・リング５６の突起５８の、蓋体８２の外側壁部の周囲の溝８６との係合時の強固な接触が維持されることになる。
【００６４】
図8.2は蓋体８２が軸９０を中心として対称となっていることを示している。蓋体８２の上方リムの周縁に沿って互いに離間する溝８６は、図２及び３に夫々示す王冠形スクリューイング・リング５６のピッチと同じに互いに離間して配置された歯形突起５８と歯合している。
【００６５】
図1.1ないし図8.2に示した本発明の第１の実施例の操作は以下のようにして行われる。
【００６６】
図8.1及び図8.2に夫々示した蓋体８２で封止された多数の試薬充填容器を具備してなるカートリッジシステム２８をスクリューイング・ヘッド３６の下に導入したとき、そのカートリッジシステム２８の存在が図1.1に模式的に示した少なくとも一つのマイクロスイッチ２２により検出される。このマイクロスイッチ２２は、カートリッジシステム２８の各側壁と接触したときのみ、始動される。このカートリッジシステム２８の存在により蓋体のねじを緩めるサイクルが開始される。複数のスクリューイング・ヘッド３６がリニア駆動装置１６により下方向に移動する。第２のマイクロスイッチ７０及び上方カートリッジ面３２と接触したときに、スクリューイング・ヘッド駆動装置２４が始動し、スクリューイング・ヘッド３６の夫々の王冠形スクリューイング・リング５６の夫々に対する回転が課せられる。カートリッジシステム２８の高さに到達したことの検出によりスクリューイング・ヘッド駆動装置２４の始動がなされる。それゆえ、本発明のシステムは、可変高さ３０を有するカートリッジシステム２８を処理することができる。
【００６７】
複数のスクリューイング・ヘッド３６の王冠形スクリューイング・リング５６が回転し、カートリッジシステム２８の上面３２と接触し、スクリューイング・ヘッド３６の張力を与えるツール又はチャック６０が、センタリング・コーン７８を介して漏斗状キャビティ８４内の蓋体８２と係合する。同時に、王冠形スクリューイング・リング５６の上方周縁に設けられた複数の突起５８が、図8.1に明示するように蓋体８２の複数の溝８６と係合する。第３のマイクロスイッチ７２により、リニアガイド１６の下方向の動きが停止される。
【００６８】
この位置において、蓋体８２のねじは各容器から緩められる。蓋体８２の回転動作における内側ねじ８８のピッチは、王冠形スクリューイング・リング５６及び張力を与えるツール６０の夫々のバネ荷重構成により、補償される。
【００６９】
三つの可能なねじ締め位置の一つにおける蓋体８２の不存在の場合、王冠形スクリューイング・リング５６、特にセンタリング・コーン７８又は保護ピンがカートリッジシステム２８の表面３２と接触する。このように、バネ付勢スクリューイング・リング５６は、この位置において、リニア駆動装置１６の更なる垂直方向の動きを補償している。王冠形スクリューイング・リング５６、特にセンタリング・コーン７８又は保護ピンが空所（すなわち、容器が収容されていないカートリッジシステム２８のスペース）と係合した場合、意図した、又は意図しない垂直動が部材（３６，５６，５８）を損傷させることはない。なぜならば、この場合は、他の固定及び静止部材との接触が生じないからである。
【００７０】
蓋体８２のねじが緩められたとき、そのねじが緩められた蓋体８２は王冠形スクリューイング・リング５６により、特に蓋体８２の溝８６と係合する突起５８により係合されることになる。リニア駆動装置１６が垂直方向に移動し、ねじが緩められた蓋体８２をカートリッジシステム２８上の距離に移動させる。カートリッジシステム２８は今や表面１２から除去され、カートリッジシステム２８の上方カートリッジ表面３２をその高さに従って検出しスクリューイング・ヘッド駆動装置２４を始動させるマイクロスイッチが当初の位置に移動することになり、そこで、スクリューイング・ヘッド駆動装置２４はオフにスイッチされる。ここで、容器のねじが緩められたカートリッジシステム２８は除去される。本発明の脱キャップシステム１０からのカートリッジシステム２８の完全な除去は、更なるマイクロスイッチにより検出される。
【００７１】
駆動装置１８によりリニア駆動装置１６は更に垂直方向に移動される。リムーバー装置６６の剥離装置（例えば剥離フォーク）４０との接触により、容器から先にねじを緩められた蓋体８２が、張力を与えるツール又はチャック６０のセンタリング・コーン７８及び保持用突起７６の夫々から剥離される。脱キャップシステム１０の表面１２の開口部３４を介して蓋体８２が重力により下方に配置された蓋突き容器２０へと落下される。リニア駆動装置１６の上方位置が同じくマイクロスイッチにより検出される。このリニア駆動装置１６の上方位置は、後の操作サイクルのための“スタート”及び“リセット位置”を構成するものである。このスタート／リセット位置（すなわち、リニア駆動装置１６の上方位置）は脱キャップシステム１０のスイッチ・オンにより自動的に到達されるものである。図５に示すように、スクリューイング・リング５６のための回転動作はウォーム／ギア構成３８／４８により行われる。その他、ベルト駆動を使用することもできる。駆動装置１８により駆動されるリニア駆動装置１６の直線移動はねじ突きスピンドルにより行われる。その他、他の駆動手段も同じく考えられる。脱キャップシステム１０の変形例として、ねじを緩めるサイクルにおいて容器からねじを緩められた蓋体８２を、蓋封止のないカートリッジシステム２８内に配置された容器に置くこともできる。このように、本発明のシステムは同じく、蓋体８２などのねじを、試薬を収容した容器上に締めたり、その逆に緩めたりするのに使用することができる。
【００７２】
図９は本発明の脱キャップシステムの第２の実施例を示している。
【００７３】
図９に示した第２の実施例において、脱キャップシステム１０はアダプター装置２００を具備している。このアダプター装置は脱キャップシステム１０の案内路２０１の下に配置される。本発明の脱キャップシステム１０で、参照符号２０２で示す非作動位置において、アダプター装置２００は、処理されるべき異なるカートリッジシステム２８の異なる高さ３０を補償するのに使用される。このアダプター装置２００の使用により、異なる高さ３０を有する種々のカートリッジシステム２８の処理高さを増大させることができる。
【００７４】
更なる高さ／サイズ補償が図９に参照符号２０６として示されている。本発明の脱キャップシステム１０により処理されるべき種々のカートリッジシステム２８に応じて、異なる高さ／サイズ補償２０６のために構成された対応する数のアダプター装置２００が使用される。図９に示す脱キャップシステム１０は、少なくとも一つのスクリューイング・ヘッド３６の垂直動のためのリニアガイド１４を具備している（図９の第２の実施例に示すように）。スクリューイング・ヘッド駆動装置２４はベルト駆動２０８を有し、それを介して、回転動作がスクリューイング・ヘッド３６の王冠形スクリューイング・リング５６へと伝達される。カートリッジシステム２８の位置決め開口部２０４内に延出する位置決め部材２０５を介して、処理されるべきカートリッジシステム２８の存在が検出される（図１０参照）。本発明のスクリューイング・ヘッド３６の王冠形スクリューイング・リング５６の下方には、フォーク状部材として形成された剥離装置４０が配置されている。アダプター装置２００上に配置されたカートリッジシステム２８の案内路２０１内の位置は、その処理において維持される。参照符号１８は、リニアガイド１４に対し垂直動を課す駆動装置を示している。このリニアガイド１４上に少なくとも一つのスクリューイング・ヘッド３６が配置される。王冠形スクリューイング・リング５６は本発明の第１の実施例における図２及び３に夫々詳細に示す歯形突起５８を具備している。脱キャップシステム１０の表面１２には開口部３４が設けられていて、これを介して、処理されるべきカートリッジシステム２８の容器からねじを緩められた蓋体８２が、脱キャップシステム１０の表面１２の下方に配置された蓋付き容器２０内に廃棄される。
【００７５】
図１０は、図９に示した第２の実施例のカートリッジシステム装着領域を示している。
【００７６】
図１０の詳細な斜視図に示すように、カートリッジシステム２８は案内路２０１内に導入される。このカートリッジシステム２８は、参照符号２０６で示す高さ補償を有するアダプター装置２００上に配置されている。このアダプター装置２００を介して、上方カートリッジ表面３２が、王冠形スクリューイング・リング５６の方向に移動される。このスクリューイング・リング５６には、その外周縁に沿って多数の歯形突起５８が形成されている。案内路２０１内のカートリッジシステム２８は、作動自在なピン形位置決め部材２０５により固定されている。なお、この位置決め部材２０５は、処理されるべきカートリッジシステム２８の上方カートリッジ表面３２の位置決め開口部２０４と係合している。スクリューイング・ヘッド３６の下方の案内路２０１内へのカートリッジシステム２８の完全なる導入は、マイクロスイッチ２２，６８，７０，７２により検出される。これらマイクロスイッチは更に、王冠形スクリューイング・リング５６の回転動作及びスクリューイング・ヘッド３６のリニアガイド１４に沿う垂直動の開始、停止を行うものである。
【００７７】
図１０において、位置決め部材２０５は、カートリッジシステム２８の上面３２の位置決め開口部と未だに係合していない。図１０において、除去用装置６６は、剥離用フォークの形状をなす剥離装置４０の開口部と嵌合している。回転動作は、ベルト駆動２０８を介して、図１０の二つのスクリューイング・ヘッド３６の王冠形スクリューイング・リング５６に伝達される。なお、この実施例におけるベルト駆動２０８は第１の実施例のスクリューイング・ヘッド・ギア２６に対する変形例である。スクリューイング・ヘッド３６の垂直動は、リニアガイド１４の下方又は上方に向けての垂直動を生じさせる駆動装置１８によって強制される。なお、これらはマイクロスイッチ２２，６８，７０，７２の夫々により始動される。
【００７８】
図１１は図９の第２の実施例のスクリューイング・ヘッド駆動装置を詳細に示すものである。
【００７９】
回転動作をスクリューイング・ヘッド３６の王冠形スクリューイング・リング５６に伝達するためのスクリューイング駆動装置は、ベルト駆動２０８を備えたスクリューイング・ヘッド駆動装置２４を備えている。このベルト駆動２０８は、本発明の第１の実施例のウォーム／ギア駆動機構３８，４８の変形例を構成する（図５参照）。図１１に示すように、この図示の双方のスクリューイング・ヘッド３６は、図8.1及び８．２に夫々詳細に示すように蓋体８２の漏斗状キャビティ８４との係合のため長手方向のスリット付き張力を与えるツール又はチャック６０を具備している。
【００８０】
図１１に示すスクリューイング・ヘッド３６の王冠形スクリューイング・リング５６は、センタリング・ピン６２及び蓋体８２の漏斗状キャビティ８４の内側突起７４との係合のための前記センタリング・コーン７８を備えた張力を与えるツール又はチャック６０を囲むようにして設けられている。カートリッジシステム２８の表面は参照符号３２が付されている。参照符号５８はスクリューイング・ヘッド３６の下方リムの歯形突起を示している。このスクリューイング・ヘッド３６は図12.1ないし12.4に詳細に示すようにバネ付勢されている。
【００８１】
図12.1ないし12.4は、本発明の第１及び第２の実施例で使用されるスクリューイング・ヘッドの詳細を夫々示すものである。
【００８２】
図12.1ないし12.4に夫々示すスクリューイング・ヘッドは本発明の双方の実施例で使用することができる。すなわち、図1.1ないし７に示す脱キャップシステム１０及び以下に説明する本発明の第２の実施例、すなわち、図９ないし１１に夫々示す第２の実施例で使用することができる。図12.1ないし12.4に夫々詳細に示すスクリューイング・ヘッド３６は、より経済的な実施例を提供するものである。なぜならば、図３に示した第１の張力バネ５０が省略されているからである。図12.1ないし12.4の実施例による張力を与えるツール又はチャック６０はバネ付勢されていない。図６及び6.1の実施例において、王冠形スクリューイング・リング５６の歯形リム５８から保持用突起７６までの距離は固定されている。図３の実施例において張力を与えるツール又はチャック６０に割り当てられた第１の張力バネ５０はここでは省略されている。
【００８３】
図12.1はピストン２１４を備えたスクリューイング・ヘッド３６を示している。中空内部を有するピストン２１４及びねじ支持部４２はボルト２１６を介して互いに係合している。ボルト２１６は、ねじ支持部４２の外側周縁に設けられた長手方向のスリット状孔２１８内を移動する。ねじ支持部４２内には第２の張力バネ５２が配置されている。この第２の張力バネ５２はねじ支持部４２を長手方向、すなわちＺ方向のプレストレスを与えるものである。それゆえ、王冠形スクリューイング・リング５６はバネ付勢され、軸方向動を補償を可能にしている。本実施例では保護ピン２１０を有する張力を与えるツール又はチャック６０が王冠形スクリューイング・リング５６に囲まれるようにして設けられている。この保護ピン２１０は、下向きリムに設けられた歯形突起５８の下方に向けて保護距離２１２を以って突出している。すなわち、張力を与えるツール又はチャック６０に割り当てられた保護ピン２１０を介して、カートリッジシステム２８の上方カートリッジ表面３２との接触の際における王冠形スクリューイング・リング５６の損傷が防止されるようになっている。なぜならば、王冠形スクリューイング・リング５６が上方カートリッジ表面３２と接触する前に、保護ピン２１０が上方カートリッジ表面３２と接触することになるからである。王冠形スクリューイング・リング５６の外周には、リング形状の除去装置６６が設けられている。
【００８４】
図12.1には、スクリューイング・ヘッド３６が示されている。図12.2から明らかなように、ボルト２１６の端部は、スクリューイング・ヘッド３６の外周に設けられた垂直に配向した孔２１８内に案内される。ねじ支持部４２は、第２の張力バネ５２によりバネ荷重が付加され、王冠形スクリューイング・リング５６は保護ピン２１０が設けられた張力を与えるツール６０のセンタリング・コーン７８を囲むように設けられている。
【００８５】
図12.3及び12.4には夫々、他の実施例のスクリューイング・ヘッドが示されている。図12.3に示した実施例においては、スクリューイング・ヘッド３６はピストン２１４及びボルト２１６を有し、これを介してねじ支持部４２の外周７４と、その円筒部２１４が互いに結合している。第３の張力バネ５４が設けられており、これは、張力を与えるツール又はチャック６０との関連の王冠形スクリューイング・リング５６の相対的動きにより、蓋体８２が突き落とされた際にスクリューイング・ヘッド３６を当初の位置にリセットするためのものである。図1.1ないし７に示す実施例においては、ねじを緩められた蓋体８２はセンタリングピン６２との関連でのリムーバー・リング６６の相対的動きによりスクリューイング・ヘッド３６から除去される。図1.1ないし７に示す実施例における本発明の脱キャップシステム１０においては、ねじを緩められた蓋体８２は、蓋体の溝８６と、王冠形スクリューイング・リングの歯形リムとの係合から押出される。
【００８６】
ねじ支持部４２の下には、長手方向に延出する張力を与えるツール又はチャック６０が示されている。センタリング・コーン７８を有する張力を与えるツール又はチャック６０内に保護ピン２１０が設けられている。この保護ピン２１０は、王冠形スクリューイング・リング５６の歯形突起５８の下方に向けて保護距離２１２を以って突出している。その結果、カートリッジシステム２８との接触の際の、この保護距離２１２のため、回転時における王冠形スクリューイング・リング５６の損傷が防止されるようになっている。この保護距離２１２のため、王冠形スクリューイング・リング５６の下方リングの歯形突起５８が接触する前に、保護ピン２１０がスクリューイング・ヘッド３６の下方に配置されたカートリッジシステム２８と接触することになる。張力を与えるツール又はチャック６０は第２の張力を与える部材５２によりバネ荷重が付加されている。
【００８７】
王冠形スクリューイング・リング５６の外周には、除去装置６６が配置されている。図12.3に示す実施例において、保護ピン２１０は、第２の張力を与える部材５２によりバネ荷重が付加された張力を与えるツール又はチャック６０内に押圧されている。図12.3及び12.4に示す実施例において、除去装置６６は王冠形スクリューイング・リング５６内に一体化されていて固定手段の節減がなされている。
【００８８】
図12.4は図12.3に示したスクリューイング・ヘッド３６を約９０度回転させた状態を示している。図12.4の斜視図から明らかなように、スクリューイング・ヘッド３６のねじ支持部４２の外周に設けられた孔２１８内にボルト２１６の端部が案内されるようになっている。ねじ支持部４２の外周に設けられた長手方向のスロット孔２１８内をボルト２１６の端部が移動するようになっている。王冠形スクリューイング・リング５６は第２の張力バネ５２により付勢されている。同様に、張力を与えるツール又はチャック６０が第３の張力バネ５４により付勢されている。保護ピン２１０は、歯を有する王冠形スクリューイング・リング５６の下降との関連で保護距離２１２を以って配置されている。
【００８９】
図９ないし１１に詳細に示した脱キャップシステム１０の第２の実施例では、処理されるべきカートリッジシステム２８の位置決め開口部２０４と係合する位置決め部材２０５が示されている。それゆえ、カートリッジシステム２８は操作サイクルが開始する前に固定され、オペレータの安全を図っている。
【００９０】
図９ないし１１に詳細に示した第２の実施例において、高さ補償２０６はアダプター装置２００により行われる。スクリューイング・ヘッド３６の下方への動きの後、処理されるべきカートリッジシステム２８の存在が案内路２０１に設けられたマイクロスイッチにより検出されたとき、ねじ締め操作が常に同じ位置で、あるいは横方向の位置で開始される。
【００９１】
余りにも大きすぎ、過度の高さ３０を有するカートリッジシステム２８は、図９ないし１１に示した脱キャップシステム１０では処理できない。なぜならば、それが、図９ないし１１の脱キャップシステム１０の案内路２０１内に嵌合し得ないからである。しかし、カートリッジシステム２８が余りにも低過ぎるときは、操作サイクルは開始されない。なぜならば、低過ぎるカートリッジシステム２８は案内路２０１内でマイクロスイッチと接触しないからである。
【００９２】
その他、本発明の脱キャップシステム１０の表面１２の下方に配置された蓋突き容器２０内に蓋体８２を廃棄せずに、代わりに、後のサイクルで新たな蓋体をカートリッジシステム２８にねじを締めたり、あるいはカートリッジシステム２８と共に容器にねじを締めたりすることも考えられる。処理されるべきカートリッジシステム２８に向けてのスクリューイング・ヘッド３６の移動の代りに、逆に、カートリッジシステム２８を本発明の脱キャップシステム１０のスクリューイング・ヘッド２６に向けて移動させてもよい。このような変形例では、スクリューイング・ヘッド３６は静止状態に装着される。処理されるべきカートリッジシステム２８の搬送及び除去は図示のようにリニア駆動装置により自動的に行われ、それにより、多数のカートリッジシステム２８の完全な自動処理が実現されることになる。
【００９３】
本発明の上記実施例による脱キャップシステム１０では、夫々マイクロスイッチ２２，６８，７０，７２を介して検出された王冠形スクリューイング・リング５６及びスクリューイング・ヘッド３６の回転動作及び摺動が示されている。これらマイクロスイッチ２２，６８，７０，７２の代わりに、ホール（ｈａｌｌ）センサーなどのセンサー又はライトバリアなどの光学装置を代替として使用してもよい。上述の双方の実施例による脱キャップシステム１０は、１個のみのスクリューイング・ヘッド３６を使用して実行することもでき、これにより脱キャップシステム１０設定のためのスペースを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１．１】本発明の第１の実施例の第１の斜視図。
【図１．２】本発明の第１の実施例の第２の斜視図。
【図２】単一のスクリューイング・ヘッドを示す図。
【図３】図２のスクリューイング・ヘッドの断面図。
【図４】複数のスクリューイング・ヘッドを備えたねじ締め構成を示す図。
【図５】図４の複数のスクリューイング・ヘッドの斜視図。
【図６】張力を与えるツールを詳細に示す図。
【図６．１】張力を与えるツールの他の実施例、例えばチャックを示す図。
【図７】図６の張力を与えるツールの尖端を示す図。
【図８．１】ねじを切られた蓋体を示す図。
【図８．２】ねじを切られた蓋体を示す図。
【図９】本発明のねじ締め／脱キャップシステムの第２の実施例を示す図。
【図１０】図９の第２の実施例のカートリッジシステム装着領域を示す図。
【図１１】図９の第２の実施例のねじ締め装置を示す図。
【図１２．１】本発明の第１又は第２の実施例で使用されるスクリューイング・ヘッドの細部を示す図。
【図１２．２】本発明の第１又は第２の実施例で使用されるスクリューイング・ヘッドの細部を示す図。
【図１２．３】本発明の第１又は第２の実施例で使用されるスクリューイング・ヘッドの細部を示す図。
【図１２．４】本発明の第１又は第２の実施例で使用されるスクリューイング・ヘッドの細部を示す図。
【符号の説明】
【００９５】
１０    脱キャップシステム
１２    表面
１４    リニアガイド
１６    リニア駆動装置（Ｚ方向）
１８    駆動装置（Ｚ方向）
２０    蓋付き容器
２２    マイクロスイッチ
２４    スクリューイング・ヘッド駆動装置
２６    スクリューイング・ヘッド・ギア
２８    カートリッジシステム
３０    カートリッジシステムの高さ
３２    上方カートリッジ面
３４    開口部
３６    スクリューイング・ヘッド
３８    ウォームギア
４０    剥離用フォーク
４２    ねじ支持部
４４    軸
４６    ベアリング
４８    ウォームギア
５０    １．張力バネ
５２    ２．張力バネ
５４    ３．張力バネ
５６    スクリューイング・リング
５８    突起
６０    張力を与えるツール
６２    センタリング・ピン
６４    リムーバー・チューブ
６６    リムーバーリング
６８    １．マイクロスイッチ（Ｚ−頂部、ストップ）
７０    ２．マイクロスイッチ（Ｚ−底部１）
７２    ３．マイクロスイッチ（Ｚ−底部２）
７４    外周縁
７６    保持用突起
７８    センタリング・コーン
８０    長手方向スリット
８２    蓋体
８４    漏斗状キャビティ
８６    溝
８８    内側ねじ
９０    軸
９２    壁部
９４    内側突起
２００    アダプター装置
２０１    案内路
２０２    非作動位置
２０４    位置決め開口部
２０５    位置決め部材
２０６    高さ／サイズ補償
２０８    ベルト駆動
２１０    保護ピン
２１２    保護距離
２１４    ピストン
２１６    ボルト
２１８    孔
【図１．１】
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【図１．２】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６．１】
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【図７】
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【図８．１】
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【図８．２】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２．１】
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【図１２．２】
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【図１２．３】
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【図１２．４】
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