(57)【要約】【課題】泡立ち易い液体が溜まっている試料容器に対して、気泡発生を防ぎながらも、迅速且つ高精度な液体注入が行え、自動化も可能な液体注入装置及び液体注入方法を提供する。【解決手段】本発明では，試料容器２に液体１３を注入するニードル８ａ，８ｂの複数を並置して支持し、それらのニードルを切換弁１０を介してポンプに接続すると共に、複数のニードルの中の少なくとも一つの先端を、他のニードル側とは逆の斜め下方向に曲げた液体注入装置を提案している。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料容器に液体を注入するニードルの複数を並置して支持し、それらのニードルを切換弁を介してポンプに接続すると共に、複数のニードルの中の少なくとも一つの先端を、他のニードル側とは逆の斜め下方向に曲げたことを特徴とする液体注入装置。
【請求項２】
先端を曲げたニードルは、その口径を他のニードルよりも太く構成したことを特徴とする請求項１に記載の液体注入装置。
【請求項３】
先端を曲げたニードルは複数とし、それらは同時に液体を注入するように切換弁に接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体注入装置。
【請求項４】
請求項１〜３までのいずれか１項に記載の液体注入装置において、試料容器に液体の注入を開始してから所望の液面レベルに至る前の設定した液面レベルに達するまでは先端を曲げたニードルから試料容器の内壁に当てるように液体を注入すると共に、その後、所望の液面レベルに至るまで他のニードルにより液体を滴下して注入することを特徴とする液体注入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動メスアップ装置等の自動液体注入装置等に利用する液体注入装置及び液体注入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
含量均一性試験等の分析業務では多種多様の溶液の調整を行うために、メスフラスコ等の試料容器に対して液面をCCD等の二次元イメージセンサで撮像して、その二次元画像によって、試料容器に設けられた目盛線や液面レベルを検出しながら所望の量の液体を自動注入する装置が提案されている。
【０００３】
このような自動液体注入装置において、表面活性剤等の泡立ち易い液体を扱う場合には、液体の注入に際して液面に気泡が集積して長時間消滅しないので、正確な液面レベルを検出する事が困難であった。このため、泡立ちを抑えて高精度且つ迅速に液体の注入を実行可能な自動液体注入装置の開発が希求されている。
【０００４】
このような課題を解決するための従来の試みとして、例えば特許文献１では、液体を先端が若干湾曲したニードルから壁面に当てて壁面に伝わらせて自然落下させる方法が提案されている。
【０００５】
また特許文献２では、液体をニードルから液滴として連続的に液面に滴下して注入する方法が提案されている。
【０００６】
一方、特許文献３では、液体の分注量や粘度に応じた口径を有する複数のニードルを並置して支持し、切換弁により切り換えて液体の注入を行う装置が提案されている。
【特許文献１】特開平４−３２４３６２号公報
【特許文献２】特開平５−３２２７２１号公報
【特許文献３】特開平６−１７４６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし以上に説明した従来技術では，以下に示すような課題があった。
１．特許文献１の装置では，細い口径のニードルにおいて液体の単位時間当たりの注入量を大きくすると、液体が壁面にあたる場所での流速が速くなり、この場合には、壁面に当たる場所と液面の距離が短くなると液体が速い速度で液面に落下してしまい、そこで気泡が発生してしまうという問題がある。この問題を解決するためには、口径の太いニードルを利用して、ニードルから飛び出す液体の流速を落とすのが望ましいが、注入精度が劣ることになってしまう。
【０００８】
２．特許文献２の装置では、精密かつ気泡が発生しないように注入するためには、細い口径のニードルを利用して、小さな液滴を液面に落下させるのが望ましいが、注入速度が遅いという問題がある。
【０００９】
３．特許文献３の装置では、仮に、口径の異なるニードルを切り換えて同じ液体の注入を行わせた場合、太い口径のニードルでは、気泡が発生してしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は以上の課題を解決することを目的とし、即ち、泡立ち易い液体を注入する試料容器に対して、気泡発生を防ぎながらも、迅速且つ高精度な液体注入が行え、自動化も可能な液体注入装置及び液体注入方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するために，本発明では、まず試料容器に液体を注入するニードルの複数を並置して支持し、それらのニードルを切換弁を介してポンプに接続すると共に、複数のニードルの中の少なくとも一つの先端を、他のニードル側とは逆の斜め下方向に曲げた構成の液体注入装置を提案する。
【００１２】
そして本発明では、上記の装置において、先端を曲げたニードルは、その口径を他のニードルよりも太く構成することを提案している。
【００１３】
また本発明では、上記の装置において、先端を曲げたニードルは複数とし、それらは同時に液体を注入するように切換弁に接続することを提案する。
【００１４】
そして本発明では、以上の液体注入装置において、試料容器に液体の注入を開始してから所望の液面レベルに至る前の設定した液面レベルに達するまでは先端を曲げたニードルから試料容器の内壁に当てるように液体を注入すると共に、その後、所望の液面レベルに至るまで他のニードルにより液体を滴下して注入する液体注入方法を提案する。
【発明の効果】
【００１５】
以上の構成の本発明では，先端を曲げたニードルにより試料容器の内壁に当てるように液体を注入することで、単位時間当たりの注入量を大きくしても泡立ちの発生を防ぐことができる。
【００１６】
先端を曲げたニードルによる液体の注入は、試料容器に液体の注入を開始してから所望の液面レベルに至る前の、ある設定した液面レベルに達するまで行い、その後は、所望の液面レベルに至るまで他のニードルにより液体を滴下して注入することで、泡立ちの発生を防ぎながら精度の高い液体の注入を行うことができる。
【００１７】
こうして本発明では、試料容器に液体の注入を開始してから短時間で所望の液面レベルまで高精度で、しかも泡を発生させずに液体の注入を行うことができる。
【００１８】
先端を曲げたニードルは、口径を太くすることにより、飛び出す液体の流速を速くせずに単位時間当たりの注入量を増加することができる。
【００１９】
また先端を曲げたニードルは、複数を同時に液体を注入するように切換弁に接続することによっても飛び出す液体の流速を速くせずに単位時間当たりの注入量を増加することができ、更にこれらのニードルの口径を太くすることにより、更に単位時間当たりの注入量を増加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る液体注入装置を用いた自動液体注入装置の全体構成の一例を模式的に示す側面図，図２は注入動作を模式的に示す側面図である。
符号１は基体であり，この基体１は、下部にメスフラスコ等の試料容器２を載置する載置部３を設けると共に、載置部３の上方に、ニードル支持手段４を移動手段５により昇降可能に設けている。また基体１には、載置部３に載置した試料容器２の、少なくとも液面レベルを監視する範囲を視野とする二次元イメージセンサ６を設置しており、この二次元イメージセンサ６で撮像した二次元画像をコンピュータ装置等による制御手段７により画像処理して液面の監視を行う構成としている。
【００２１】
符号８ａ，８ｂはニードル支持手段４に支持されたニードルであり、ニードル８ａは他のニードル８ｂよりも口径を大きく構成しており、その先端９は他のニードル側とは逆の斜め下方向に曲げた構成としている。この曲げ形状は、屈曲形状であっても湾曲形状であっても良い。
【００２２】
これらのニードル８ａ，８ｂは切換弁１０の、夫々他の切換ポートに接続され、また切換弁１０にはポンプ１１と、注入する液体を貯留する液体タンク１２を接続している。そしてこれらの切換弁１０とポンプ１１及び上記移動手段５は、制御手段７により制御する構成としている。
【００２３】
以上の構成の液体注入装置の動作を次に説明する。
まずニードル支持手段４は上方に移動した状態とされ、この状態で、適宜のハンドリング手段（図示省略）により、載置部３に試料容器２が載置される。
次いで制御手段７は移動手段５を動作してニードル支持手段４を下降し、ニードル８ａ，８ｂを試料容器２内に挿入して予め決められた位置で停止する。このニードル支持手段４の下降は、二次元イメージセンサ６の二次元画像を参照して制御手段７により制御するようにすることができる。
【００２４】
次いで制御手段７は切換弁１０を制御して、ニードル８ａが出力側に対応するように切り換えた後、ポンプ１１を動作してニードル８ａによる液体１３の注入を開始する。この際、制御手段７は、ポンプ１１を、ニードル８ａによる注入モードで動作させる。
【００２５】
このニードル８ａの先端は斜め下方向に曲がっているため、液体１３はニードル８ａから斜め下方向に飛び出し、図２に示すように、試料容器２の内壁に当たった後、内壁に沿って下降して試料容器２に次第に貯まって行く。
【００２６】
先端を曲げたニードル８ａは、口径を他のニードル８ｂよりも太くしているので、飛び出す液体の流速を速くせずに単位時間当たりの注入量を増加することができ、従って泡の発生を防止した上で、所定量の液体を注入するのに要する時間を短縮することができる。
【００２７】
このような先端を曲げたニードル８ａによる液体の注入は、試料容器２に液体１３の注入を開始してから所望の液面レベル、即ち目的とする液面レベルに至る前の、ある設定した液面レベルに達するまで行う。この間、制御手段７は、二次元イメージセンサ６で撮像した二次元画像を画像処理して液面の監視を行う。
【００２８】
こうして試料容器２内の液体１３の液面レベルが、ある設定した液面レベル、例えば目的とする液面レベルから数ｍｍ程度となった場合、制御手段７はこの液面レベルを上記二次元画像の画像処理により検出し、切換弁１０を制御してニードル８ｂが出力側に対応するように切り換えた後、ポンプ１１を動作してニードル８ｂによる液体１３の注入を開始する。この際、制御手段７は、ポンプ１１を、ニードル８ｂによる注入モードで動作させる。
【００２９】
即ち、この注入モードでは、液体１３は、ニードル８ｂから液滴１４となって連続的に滴下して注入される。この際、ニードル８ｂは口径が細いため、泡立ちの発生を防ぎながら精度の高い液体の注入を行うことができる。
【００３０】
このようなニードル８ｂによる液体１３の注入は、上述したようにある設定した液面レベルから所望の液面レベルまでであり、注入量は少ないので、細い口径のニードル８ｂによる滴下での注入ではあっても、それほど時間は掛からない。
【００３１】
こうして試料容器２内の液体１３の液面レベルが所望の液面レベルとなった場合、制御手段７はこの液面レベルを上記二次元画像の画像処理により検出し、ポンプ１１を停止して、液体の注入を停止する。
【００３２】
以上の説明から分かるように、本発明に係る液体注入装置及び液体注入方法においては、自動化が容易であり、試料容器に液体の注入を開始してから短時間で所望の液面レベルまで高精度で、しかも泡を発生させずに液体の注入を行うことができる。
【００３３】
以上に説明した実施の形態では、ニードル８ａ，８ｂは夫々１つずつであるが、これらは複数設けることもできることは上述したとおりである。またニードル８ａを複数設けた場合には、その数に応じて単位時間当たりの注入量を増加することができる。従って、この場合には、ニードル８ａの口径を他のニードル８ｂよりも大きくしないで、ニードル８ａによる単位時間あたりの注入量を他のニードル８ｂの注入量よりも多くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は以上のとおりであるので、以下に示すような特徴を有し，産業上の利用可能性が大である。
１．先端を曲げたニードルにより試料容器の内壁に当てるように液体を注入することで、単位時間当たりの注入量を大きくしても泡立ちの発生を防ぐことができる。
２．先端を曲げたニードルによる液体の注入は、試料容器に液体の注入を開始してから所望の液面レベルに至る前の、ある設定した液面レベルに達するまで行い、その後は、所望の液面レベルに至るまで他のニードルにより液体を滴下して注入することで、泡立ちの発生を防ぎながら精度の高い液体の注入を行うことができる。
３．こうして本発明では、試料容器に液体の注入を開始してから短時間で所望の液面レベルまで高精度で、しかも泡を発生させずに液体の注入を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る液体注入装置を用いた自動液体注入装置の全体構成の一例を模式的に示す側面図である。
【図２】注入動作を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１          基体
２          試料容器
３          載置部
４          ニードル支持手段
５          移動手段
６          二次元イメージセンサ
７          制御手段
８ａ，８ｂ  ニードル
９          先端
１０        切換弁
１１        ポンプ
１２        液体タンク
１３        液体
１４        液滴
【図１】
2007278706.tif 000003
【図２】
2007278706.tif 000004