(57)【要約】計量装置は、スケールが計量ヘッドの重量を測定するように、計量ヘッド（30）が配置されるスケール（10）と、計量ヘッドに取り付けられて、物質を取り込んで分配するための計量ツール（40）とを備える。計量ツールは、調節可能にスライドするように配置されてシールを形成するガラスパンチ（44）を有するガラス細管（42）として構成される。計量ヘッドは、ガラス細管を適所でクランプするための第一の把持ツール（36）と、ガラスパンチを適所でクランプするための第二の把持ツール（38）とを備える。計量ヘッドは、昇降装置（34）を更に有する。昇降装置によって、第二の把持ツールは第一の把持ツールに対して昇降でき、それによって、ガラスパンチは計量ツールのガラス細管において昇降できる。制御電子回路（100）は、第一の把持ツールおよび第二の把持ツールに加えてスケールおよび昇降装置を制御する。
2018500578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質を計量するための装置であって、
計量ヘッド（30; 130; 130'; 230）を有するとともに、物質を取り込むとともに分配するための、前記計量ヘッド（30; 130; 130'; 230）に解放可能に取り付けられる計量ツール（40）を有し、
前記計量ツール（40）が、調節可能にスライドするように細管（42）の中に配置されて本質的にシールを形成するパンチ（44）を有する本質的に円筒状の細管（42）として構成され、
前記パンチ（44）が前記細管（42）よりも長くて、その上端部で前記細管（42）から突出し、
前記計量ヘッド（30; 130; 130'; 230）は、前記細管（42）の解放可能なクランプのために開閉可能な第一の把持ツール（36; 136; 236）と、前記パンチ（44）の解放可能なクランプのために開閉可能な第二の把持ツール（38; 138; 238）とを備え、
前記計量ヘッド（30; 130; 130'; 230）は、昇降装置（34; 134; 234）を備え、該昇降装置（34; 134; 234）によって、前記第二の把持ツール（38; 138; 238）が前記第一の把持ツール（36; 136; 236）に対して昇降できるとともに、それによって、前記パンチ（44）が前記細管（42）内で昇降できることを特徴とする、物質を計量するための装置。
【請求項２】
前記細管（42）および／または前記パンチ（44）が、ガラス細管およびガラスパンチとしてそれぞれ構成されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記計量ヘッド（130; 130'）が、前記第一の把持ツール（136）および前記第二の把持ツール（138）のためだけでなく前記昇降装置（134）のための内部制御装置（200）と、前記内部制御装置（200）と一緒に動作する操作要素（21）とを有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記内部制御装置（200）が、外部制御装置と通信するための、および／または、外部充電電流源のためのインターフェース（201）を有することを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記装置が、前記計量ヘッド（130; 130'）用の第一のスケール（110）を有し、該第一のスケール（110）が、前記計量ヘッド（130; 130'）用のホルダ（140）を備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ホルダ（140）が電気接点（141）を装備して、該電気接点（141）は、前記計量ヘッド（130）上の対応する電気接点（131）と一緒に動作するように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記装置が、第一のスケール（10）を備えて、前記第一のスケール（10）が、取り込まれた物質を含む可能性がある計量ヘッド（30; 230）の重量を測定するように、前記計量ヘッド（30; 230）が前記第一のスケール（10）の上に配置されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記計量ヘッド（30; 230）が、第二の昇降装置（32; 232）を装備して、該第二の昇降装置（32; 232）によって、前記第一の把持ツール（36; 236）が、前記第二の把持ツール（38; 238）用の前記昇降装置（34; 234）と一緒に、昇降できることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第一のスケール（10）が、ロボットアーム（20）に取り付けられ、前記計量ヘッド（30; 230）が前記ロボットアーム（20）によって調整可能であって好ましくは三つの空間方向すべてにおいて調節可能であることを特徴とする、請求項７または請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置が、前記第一の把持ツール（36; 236）および前記第二の把持ツール（38;238）のためだけでなく前記第一のスケール（10）および前記昇降装置（34; 234）のための制御電子回路（100）を有することを特徴とする、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置が、分配された物質（S）を取り込む物質容器（A）の重量を測定するためのさらなるスケール（50）を有することを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記細管（42）の内径が、0.1mm〜5mmであり、好ましくは0.1mm〜2mmであり、さらに好ましくは0.1mm〜1mmであることを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記細管（42）の肉厚が、0.03mm〜0.2mmであり、好ましくは0.03mm〜0.1mmであることを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記細管（42）が、鋭いエッジを有するように構成されるかまたは、一端部（42a）でブレードのように構成されることを特徴とする、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置が、回転手段（233、233a、233b）を有し、前記回転手段（233、233a、233b）は、前記計量ツール（40）が前記第二の昇降装置（32; 232）によって昇降する間、前記計量ツール（40）の長手方向軸（R）を中心に計量ツール（40）を回転させることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置が、少なくとも部分的に異なる複数の計量ツール（40）のためのラック（46）を有することを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
物質を計量するための装置において使用される計量ツールであって、
前記計量ツールが、調節可能にスライドするように細管（42）の中に配置されて本質的にシールを形成するパンチ（44）を有する本質的に円筒状の細管（42）として構成され、前記パンチ（44）が前記細管（42）よりも長くて、その端部の一方で前記細管（42）から突出することを特徴とする、計量ツール。
【請求項１８】
前記細管（42）および／または前記パンチ（44）が、ガラス細管またはガラスパンチとして構成されることを特徴とする、請求項１７に記載の計量ツール。
【請求項１９】
前記細管（42）が円筒状であり、前記細管（42）の内径が、0.1mm〜5mmであり、好ましくは0.1mm〜2mmであり、さらに好ましくは0.1mm〜1mmであることを特徴とする、請求項１７または請求項１８に記載の計量ツール。
【請求項２０】
前記細管（42）の肉厚が、0.03mm〜0.2mmであり、好ましくは0.03mm〜0.1mmであることを特徴とする、請求項１７から請求項１９のいずれか１項に記載の計量ツール。
【請求項２１】
前記細管（42）が、鋭いエッジを有するように構成されるか、一端部（42a）でブレードのように構成されることを特徴とする、請求項１７から請求項２０のいずれか１項に記載の計量ツール。
【請求項２２】
請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載の装置を使用して、物質を計量する方法であって、
把持ツール（36, 38; 136, 138; 236, 238）を開閉することによって計量ヘッド（30; 130; 130'; 230）に計量ツール（40）をクランプするステップと、
物質貯蔵容器（V）の上に計量ツール（40）を配置するステップと、
前記物質貯蔵容器の中に位置した物質（S）の中に前記計量ツール（40）を浸漬するか挿入するために前記計量ツール（40）を下降させて、好ましくはスケール（10; 110）でモニターしながら、前記計量ツール（40）の物質チャンバ（43）の中に物質を取り込むステップと、
前記計量ツール（40）を上昇させるステップと、
該当する場合は、過剰物質を放出するために、好ましくはスケールでモニターしながら、前記細管（42）に対して前記計量ツール（40）の前記パンチ（44）を下降させるステップと、
物質容器（A）の上に前記計量ツール（40）を配置するステップと、
前記計量ツール（40）から物質を前記物質容器（A）の中に完全に放出するために、前記細管（42）に対して前記計量ツール（40）の前記パンチ（44）を下降させるステップとを備えることを特徴とする、物質を計量する方法。
【請求項２３】
前記計量が、個々の部分的な計量ステップにおいて実行され、このプロセスの間、好ましくはスケール（10; 110）でモニターしながら、必要とされる目標計量に対する段階的な近似が行われることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記計量ツール（40）によって取り込まれる物質量が、スケール（10; 110）でモニターしながら、トリミングされることを特徴とする、請求項２２または請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記物質容器（A）の中で計量された実際の物質量が、スケール（50）によって測定されることを特徴とする、請求項２２から請求項２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記計量ツール（40）が、前記物質貯蔵容器に含まれる物質（S）の中に浸漬されるかまたは挿入される間、そして好ましくは物質（S）から引かれる間、前記計量ツール（40）の長手方向軸（R）を中心に回転されることを特徴とする、請求項２２から請求項２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも部分的に異なる複数の計量ツール（40）がラック（46）において利用可能になっていて、クランプされる前記計量ツールが、利用可能になっている計量ツールの中から選択されることを特徴とする、請求項２２から請求項２６のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、独立請求項１の前文に記載された、物質を計量するための装置に関する。この発明は、装置で使用される計量ツールだけでなく装置を使用する計量方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
物質ライブラリまたは化合物ライブラリ、または触媒のライブラリは、あらゆる化学会社の、具体的には製薬産業でのコアである。合成活動の数十年間をしばしば反映する多くの化合物が、ここで提出され、多くのスクリーニング活動のためのソースを形成する。保存された物質または化合物は、しばしば高価であり、合成することが困難であり、購入するまたは抽出するのが高価であり、多くの場合、物質が世界的にほんの少量だけ存在する。
【０００３】
製薬会社は、物質ライブラリにおいて１００万以上の物質を手元にしばしば有し、それらを管理するために自らの物質管理グループを使用する。そのグループは、例えば特別の動物実験のためにしばしば微量で（in tiny amounts）端から端まで（all the way down）ミリグラム未満の範囲に、必要とする物質サンプルをライブラリから利用可能にするタスクを有する。これに関しては、必要とする物質量は、ライブラリの貯蔵容器から除去され、輸送容器（1:1充填と呼ばれる）に充填されなければならない。容器の中に充填される物質の稠度（consistency）または物理的性質に応じて、今までのところ、これは手動だけで行うことができる。したがって、相対的に大きな時間消費および／または人的努力が、特に大きな会社で必要である。物質が非常に異なる物理的な形式でまたは稠度でしばしば存在するので、自動化がとりわけ困難である。更に、手順のこの手動方式の場合、従前の計量プロセスからの物質の痕跡（traces）が後続の充填プロセスの容器に入ることができる（二次汚染）という意味で、著しい汚染危険が常に存在する。しばしば必要とされる非常に高精度の計量、すなわち（or）一般に存在する非常に少しの物質量、したがって分配されるさらに少ない物質量は、実務においてさらなる困難を示す。さらなる実務上の困難は、充填あるいは計量される物質が、非常に異なる稠度を有することができることにある。非常に異なる稠度は、どの場合も、特定の充填ツールの使用を必要とする。
【０００４】
特許文献１では、コンピュータ制御の計量装置が記載される。該計量装置は、実質的にあらゆる稠度（粉体、液体、油状、ペースト状、樹脂質）を有する物質に適している。一実施形態では、計量装置は、針充填ヘッドを装備している。針充填ヘッドは、電子はかりに取り付けられている。針充填ヘッドは、スケールと一緒に、ロボットアームに取り付けられ、このアームによって三次元で動くことができる。針充填ヘッドは、針支持体を備える。針支持体の上では、下方向に開いている細管の形をした複数の計量針が、0.1mmから5mmの異なった直径を有するグループで適所に保持される。物質をピックアップするために、所定の方法で、ロボットアームによって、計量針または細管が、取り込まれる物質の中に浸漬されるかまたは挿入される。取り込まれる物質は、貯蔵容器の中にある。細管の直径に応じて、異なる物質量は、細管の下端部の中に入り込んで、そこに垂れ下がったままである。すると、針充填ヘッドは、上昇して、充填される容器の開口を通過する。続いて、針充填ヘッドに設けられたピストンは、上から細管の中に選択的に導入される。それによって、細管中に位置した物質は、容器の中に放出される。これに関しては、計量が段階的に行われる。つまり、細管を空にすることは、所望の計量がこの段階的な近似の範囲内で達成されるまで、最も大きな直径を有する細管から始まり、小さな直径を有する細管の方に継続する。計量ステップ（細管を空にすること）の間に容器に計量された物質量は、どの場合も、スケールによって記録される。また、所望の計量が未到達である場合、電子制御装置は、さらなる細管を段階的に空にさせる。加えて、より高精度なさらなるスケールが設けられることができる。容器はそのスケール上に立っており、実際の計量の正確な記録は、そのスケールで可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開０３／０９８１７０号パンフレット（WO 03/098170 A1）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１から既知である計量装置が、異なる物質稠度の問題を解決するのは事実である。しかしながら、当該計量装置は、ミリグラム範囲またはミリグラム未満の範囲での取り込み体積を持った小さな物質コンテナを充填するためには、適切ではないかまたは或る限られた程度で適切であるだけである。これに対する一つの理由は、そのような物質コンテナ（ガラス瓶と呼ばれる）が非常に小さくて、通常、一つまたは複数の保持ラックでしっかりと互いに隣接してパックされ、物質は、しばしば、底部が覆われていないかまたは物質が容器の壁に固着しないような少量でしばしば存在するということにある。これらのガラス瓶の開口が小さすぎて針充填ヘッドの細管のすべてを同時に収容できないので、針充填ヘッドは、対応する細管をガラス瓶の上で正確に配置するために、個々の計量プロセスのために動く必要があるであろう。しかしながら、このプロセスでは、隣接した細管のうちの少なくともいくつかは、どの場合も、ラックでの一つ以上の他のガラス瓶の上に位置しているであろう。そして、これらのガラス瓶の汚染の危険性が、非常に高い。ガラス瓶の中に充填される物質が取られる貯蔵容器が、或る最小サイズを有する必要があるので、針充填ヘッドの細管がそれらの中に入り込むことができるということによって、同様の問題が生じる。しかしながら、物質ライブラリでは、多くの物質が、既知の計量装置の使用のためには貯蔵容器が小さすぎるような少量でしばしば存在する。
【０００７】
さらなる大問題は、固有の汚染危険に存する。物質トレースが針充填ヘッドの細管中にまたはその細管に対して付着し続けることは明確に排除できないので、どの場合も、異なる物質が計量される前に、細管が交換されなければならない。しかしながら、これは相対的に労働集約的である。別法として、もちろん、全体として針計量ヘッドまたはその針支持体を交換することができる。しかし、このことは、複雑でもあり、とりわけ、多くの針充填ヘッドまたは針支持体を手元に置くことを必要として、経済的理由で望ましくないであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明によって、前述したような既知の計量装置の不都合を回避する計量装置が利用可能であると考えられている。より具体的には、計量装置に対してコスト面で有利な解決策が、示されると考えられている。実質的にあらゆる稠度の物質に適していて、最小の物質量であっても十分な精度でミリグラムおよびミリグラム未満の範囲にまで計量することができ、汚染問題は、特別の努力無しで確実に回避される。この発明のさらなる目的は、計量装置を使用して、計量方法を利用可能にすることにあるとともに、計量ツールを計量装置における使用に利用可能にすることにある。
【０００９】
この発明に係るこれらの目的は、独立請求項１に規定されるこの発明に係る物質を計量する装置によって、独立請求項１７に規定されるこの発明に係る計量ツールによって、および独立請求項２２に規定されるこの発明に係る物質を計量する方法によって遂行される。この発明に係る計量装置の、この発明に係る計量ツールの、およびこの発明に係る計量方法の、特に好適であるさらなる発展形態（development）および実施形態は、どの場合も従属請求項から明白である。
【００１０】
計量装置に関して、この発明の本質は下記からなる。物質を計量するための装置は、計量ヘッドと、物質を取り込むとともに分配する（dispensing）ための、計量ヘッドに解放可能なように取り付けられた計量ツールとを備える。計量ツールは、細管の中に配置されたパンチを有する本質的に円筒状の細管として構成される。当該パンチは、調節可能にスライドして本質的にシールを形成して、パンチは、細管よりも長くて、その上端部で細管から突出する。計量ヘッドは、細管を解放可能にクランプするために開閉可能な第一の把持ツールと、パンチを解放可能にクランプするために開閉可能な第二の把持ツールとを備える。更に、計量ヘッドは、昇降装置を備え、昇降装置によって、第二の把持ツールが第一の把持ツールに対して昇降でき、それによって、パンチは細管において昇降できる。細管およびパンチがガラスからなる場合、非常に好適である。
【００１１】
一体化パンチを有する細管として計量ツールを形成することによって、一方では、実質的にあらゆる稠度の物質が計量される。他方では、非常に簡単な設計により、コスト面で有利な方法で計量ツールが製造されるので、汚染問題が完全に除去され、毎回の使用後に廃棄することができる。
【００１２】
好適である第一の実施形態によれば、計量ヘッドは、第一の把持ツールおよび第二の把持ツールだけでなく昇降装置のための内部制御装置と、内部制御装置と一緒に動作する操作要素とを有する。その結果、計量ヘッドは、自律的な（autonomous）携帯端末として使用することができる。
【００１３】
有利には、これについては、内部制御装置は、外部制御装置と通信するための、および／または外部充電電流源のためのインターフェースを有する。
【００１４】
好適には、装置は、計量ヘッド用のスケールを有する。スケールは、計量ヘッド用のホルダを備える。このように、計量ヘッドは、単にスケール上に配置することができる。
【００１５】
有利には、これについては、ホルダは電気接点を装備している。電気接点は、計量ヘッド上にある対応する電気接点と一緒に動作するように構成される。このように、スケールとの通信接続は、簡単な方法で生成することができる。好ましくは、電源として計量ヘッドに設けられる充電式電池は、充電することもできる。
【００１６】
好適である第二の実施形態によれば、装置がスケールを有する。（計量ヘッドに取り込まれた物質の有無に関わらず）スケールが計量ヘッドの重量を測定するように、計量ヘッドがスケールの上に配置される。
【００１７】
好適であるさらなる発展形態によれば、計量ヘッドが第二の昇降装置を装備している。第二の昇降装置によって、第一の把持ツールは、言及されるような第二の把持ツール用の第一の昇降装置と一緒に昇降できる。この第二の昇降装置によって、計量ヘッド全体を動かすときよりも、計量ツールのより高感度な動きが可能である。
【００１８】
好適には、スケールは、ロボットアームに取り付けられていて、計量ヘッドは、ロボットアームによって調節でき、特に好ましくは三つの空間方向すべてに調節できる。
【００１９】
好適には、装置は、第一の把持ツールおよび第二の把持ツール用だけでなくスケールおよび昇降装置用の制御電子回路を装備している。計量装置は、制御電子回路によって自動的に動作できる。
【００２０】
有利には、計量装置は、分配される物質を保持する物質容器の重量を測定するためのさらなるスケールを備える。このさらなるスケール（好ましくは第一のスケールよりも高精度を示す）で、実際の計量された物質量が正確に制御され且つ測定される。
【００２１】
好適には、（ガラスの）細管の内径は、0.1mm〜5mmであり、好ましくは0.1mm〜2mmであり、さらに好ましくは0.1mm〜1mmである。
【００２２】
更に、パンチがガラスのロッドとして、または少なくとも一方の側で閉じられているガラスのチューブとして構成される場合、好適である。
【００２３】
特に好適である実施形態によれば、（ガラスの）細管の肉厚は、0.03mm〜0.2mmであり、好ましくは0.03mm〜0.1mmである。加えてまたは別法として、（ガラスの）細管は、鋭いエッジとして構成された、またはブレードのように構成された端部を有する。
【００２４】
さらに好適である実施形態によれば、装置は回転手段を有する。計量ツールが第二の昇降装置によって昇降する間、回転手段は、計量ツールの長手方向軸を中心にして計量ツールを回転させる。
【００２５】
さらに好適である実施形態によれば、装置は、少なくとも部分的に異なるまたは異なって寸法構成された複数の計量ツール用のラックを有する。
【００２６】
計量ツールに関して、この発明の本質は下記にある。計量装置において使用される計量ツールは、調節可能にスライドするように細管に配置されてシールを本質的に形成するパンチを有する本質的に円筒状の細管として構成され、パンチは細管よりも長くて、その端部の一方で細管から突出して、好ましくは細管を完全に充填せず、その結果、計量チャンバが細管の他方の端部でフリーのままである。
【００２７】
計量ツール（特に有利には完全にガラスから成り、二つのパーツだけからできている）は、その設計の簡易さのために非常にコスト面で有利な方法で製造することができ、したがって、すべての計量プロセスの後に廃棄することができ、その結果、汚染問題が実質的に完全に回避される。
【００２８】
別の好適である実施形態によれば、（ガラスの）細管は、円筒状に構成され、（ガラスの）細管の内径は、0.1mm〜5mmであり、好ましくは0.1mm〜2mmであり、さらにより好ましくは、0.1mm〜1mmである。これらの寸法で、数百mgからミリグラム未満の（several hundred mg to down into the sub-milligram range）計量が、実施することができる。
【００２９】
好ましくは、パンチは、ガラス・ロッドとして、または少なくとも片側で閉じたガラス・チューブとして構成される。これは、パンチの簡単な生産性に結びつく。
【００３０】
好ましくは、（ガラスの）細管の肉厚は、0.03mm〜0.2mmであり、好ましくは0.03mm〜0.1mmである。これらの相対的に薄い肉厚によって、（ガラスの）細管の自由縁は、多かれ少なかれブレードとして働き、ブレードは、容器壁から物質を擦るか引っ掻くことだけでなく、より硬い稠度を有する物質への浸漬をまたはより正確には挿入を促進する。加えてまたは別法として、（ガラスの）細管は、鋭いエッジとして構成されるかまたはブレードのように構成された端部を有する。
【００３１】
計量方法に関して、この発明の本質は下記からなる。この発明に係る装置を使用して、物質を計量する方法は、
把持ツールを開閉することによって計量ヘッドの中に計量ツールをクランプするステップと、
物質貯蔵容器の上に計量ツールを配置するステップと、
物質貯蔵容器の中に位置した物質の中に計量ツールを浸漬するか挿入するために計量ツールを下降させて、それによって、好ましくはスケールでモニターしながら（with）、計量ツールの物質チャンバの中に物質を取り込む（take up）ステップと、
計量ツールを上昇させるステップと、
該当する場合は、好ましくはスケールでモニターしながら、過剰物質を放出するために細管に対して計量ツールのパンチを下降させるステップと、
物質容器の上に計量ツールを配置するステップと、
計量ツールから物質容器の中に物質を完全に放出するために細管に対して計量ツールのパンチを下降させるステップとを備える。
【００３２】
計量の終わりに、計量ツールは、把持ツールを開くことにより計量ヘッドから放出されることができる。
【００３３】
有利には、計量は、個々の部分的な計量ステップにおいて行なわれる。好ましくはスケールでモニターしながら、必要とされる目標計量に対する段階的な近似が行われる。
【００３４】
好適には、計量ツールで取り込まれた物質量は、スケールでモニターしながらトリミングされる。
【００３５】
有利には、物質容器の中に計量された実際の物質量は、（さらなる）スケールによって測定される。
【００３６】
特に非常に好ましくは、計量ツールは、物質貯蔵容器の中に位置した物質の中に浸漬するまたは挿入する間に、および好ましくは物質から引っ込む間に、計量ツールの長手方向軸を中心に回転する。回動は、相対的に硬い稠度を有する物質の場合に挿入を容易にする。更に、回動は、計量ツールが物質内で固着することを防止して、特定の物質の場合に物質プラグを除去することを可能にする。
【００３７】
有利には、少なくとも部分的に異なるかまたは異なって寸法構成される複数の計量ツールは、好ましくはラックにおいて利用可能になる。また、クランプされる計量ツールは、利用可能になるこれらの計量ツールの中から選ばれる。この方法で、数百mgからミリグラム未満の異なる計量は、計量ツールの対応する選択によって達成することができる。
【００３８】
下記において、この発明は、図面に示される例示の実施形態を使用して、非常に詳しく説明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明に係る計量装置の第一の例示の実施形態の模式図。
【図２】計量装置の把持ツールで切断した模式的横断面。
【図３】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の模式図。
【図４】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の模式図。
【図５】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の模式図。
【図６】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の模式図。
【図７】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の模式図。
【図８】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の模式図。
【図９ａ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の計量ツール。
【図９ｂ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の計量ツール。
【図９ｃ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の計量ツール。
【図９ｄ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１に係る計量装置の計量ツール。
【図１０ａ】液体の計量の異なるフェーズでの図１に係る計量装置の計量ツール。
【図１０ｂ】液体の計量の異なるフェーズでの図１に係る計量装置の計量ツール。
【図１０ｃ】液体の計量の異なるフェーズでの図１に係る計量装置の計量ツール。
【図１０ｄ】液体の計量の異なるフェーズでの図１に係る計量装置の計量ツール。
【図１１ａ】この発明に係る計量装置の第二の例示の実施形態の計量ツールを備えた計量ヘッドの変形例。
【図１１ｂ】この発明に係る計量装置の第二の例示の実施形態の計量ツールを備えた計量ヘッドの変形例。
【図１２ａ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドの模式的断面図。
【図１２ｂ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドの模式的断面図。
【図１２ｃ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドの模式的断面図。
【図１３ａ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１３ｂ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１３ｃ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１３ｄ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１３ｅ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１３ｆ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１３ｇ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１３ｈ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１３ｉ】計量プロセスの異なるフェーズでの図１１ａに係る計量ツールを備えた計量ヘッドを有する計量装置の模式図。
【図１４ａ】計量プロセスの異なるフェーズでのこの発明に係る計量装置の第三の例示の実施形態の計量ツールを備えた計量ヘッド。
【図１４ｂ】計量プロセスの異なるフェーズでのこの発明に係る計量装置の第三の例示の実施形態の計量ツールを備えた計量ヘッド。
【図１４ｃ】計量プロセスの異なるフェーズでのこの発明に係る計量装置の第三の例示の実施形態の計量ツールを備えた計量ヘッド。
【図１４ｄ】計量プロセスの異なるフェーズでのこの発明に係る計量装置の第三の例示の実施形態の計量ツールを備えた計量ヘッド。
【図１４ｅ】計量プロセスの異なるフェーズでのこの発明に係る計量装置の第三の例示の実施形態の計量ツールを備えた計量ヘッド。
【図１５ａ】結晶化した物質がどのようにピックアップされるかを説明するための模式図。
【図１５ｂ】結晶化した物質がどのようにピックアップされるかを説明するための模式図。
【図１６】計量装置の計量ツールの修正された細管で切断した軸方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下のステートメントが、以下の記載に適用される。参照記号が図面の明瞭さの目的で図示されており、直接的に関係する記載部分に言及されない場合、前のまたはそれに続く記載部分の説明が参照される。逆に、図面の過負荷を避けるために、直接の理解にはそれほど関係しない参照記号は、すべての図面に入力されていない。この目的のために、どの場合も他図が参照される。
【００４１】
図１に示される計量装置の第一の例示の実施形態は、電子はかり10を備える。電子はかり10は、箱で単に象徴的に示されて、ロボットアーム20に解放可能なように取り付けられる。制御電子回路100は、ロボットアーム20を制御するために設けられている。スケール10は、ロボットアーム20によって、ロボットアームのリーチの範囲内で三つの空間方向すべてに動くことができる。
【００４２】
スケール10上には、全体として30で示される計量ヘッドが、計量アーム11に取り付けられている。計量アーム11は、計量ヘッド30の重量と、計量ヘッド30に取り付けられるまたは計量ヘッド30によって支えられたすべての構成要素の重量をスケールが測定するように、スケールの内部にある計量セルと接続される。調整可能なロック要素12は、スケール10を保護するためにスケール10に設けられる。特定の時に（例えば図３）重量測定が必要とされない場合、ロック要素はスケール10に対して適所に計量ヘッド30を固定する。移動されるおよび／またはセットアップされるとき、スケールがロックされることもできる。
【００４３】
この点でおよび一般的に（To this extent and in this general way）、この発明に係る計量装置は、既に言及された特許文献１に係る既知の計量装置と相違していない。その結果、当業者は、この点に関してあらゆるさらなる説明を必要としない。
【００４４】
計量ヘッド30は、第一の昇降装置32および第二の昇降装置34を本質的に備える。第二の昇降装置34は、第一の昇降装置32に取り付けられ、第一の昇降装置32によって（計量装置の使用の位置において垂直に）昇降できる。第一の把持ツール36は、第二の昇降装置34に、適所に固定されて取り付けられる。第一の把持ツール36に対して、第二の把持ツール38が第二の昇降装置34によって（計量装置の使用の位置において垂直に）昇降できるように、第二の把持ツール38は第二の昇降装置34に配置される。二つの把持ツール36, 38の昇降動作のために、二つの昇降装置32, 34は、図示されないモータで回転駆動されるねじ付きの軸33, 35を装備している。もちろん、昇降装置32, 34は、異なる方法で実施することもできる。
【００４５】
実際の物質計量のために、言いかえれば貯蔵容器から物質を取り込んで物質容器に物質を分配するために、具体的に構成された計量ツール40が提供される。図９ａに大きなスケールで示されるように、この計量ツール40は、二つのパーツからなり、好ましくは、本質的に円筒状のガラス細管42と、ガラスからなるパンチ44とからなる。ガラスパンチ44は、ガラス細管42よりもわずかに長くて、ガラス細管42の上端部から突出する。逆に、ガラスパンチ44（開始状態で）は、ガラス細管42の全長にわたって延在しないが、むしろ、ガラス細管42の計量チャンバ43を開いたままにする（図９ａ）。別法として、計量チャンバ43は、ガラス細管42からガラスパンチ44を限られた範囲内で引くことにより、計量プロセスの間のみに形成される。計量チャンバのサイズまたは体積は、それぞれの必要条件に応じて調節できる。
【００４６】
ガラスパンチ44の断面は、ガラス細管42の内側断面に適応しているので、ガラスパンチ44はピストンとして働く。ガラスパンチ44は、中実のガラスロッドとして、または少なくともガラス細管42内にあるその端部で閉じられているガラスチューブとして、構成することもできる。更に、ガラスパンチは、基本的にガラス・ピストンディスクおよびガラス・ピストンロッドの形で構成することもできる。
【００４７】
計量ツール40は、ガラス以外の材料で、例えばプラスチックで基本的に形成することもできる。しかしながら、ガラスは、事実上すべての場合において化学的に不活性であり、適切な寸法の場合にある程度の弾性を示す。したがって、以下では、この発明は、ガラスからなる計量ツールを使用することを通じて説明されるであろう。
【００４８】
この発明に係る計量装置を使用する間、計量ツール40は、第一の把持ツール36によってガラス細管42において適所で保持される。第二の把持ツール38は、ガラスパンチ44を適所で保持する。
【００４９】
図２から理解できるように、第一の把持ツール36は、二つのクランプ顎部36a, 36bを本質的に備える。二つのクランプ顎部36a, 36bは、二つのクランプ顎部36a, 36bの間で計量ツール40のガラス細管42を適所でクランプする。二つのクランプ顎部36a, 36bは、矢印37a, 37bによって示された駆動によって、互いから離れるようにおよび互いに向かうように動かすことができる。
【００５０】
第二の把持ツール38は、第一の把持ツール36と同様に構成され、したがって、別々に示されていない。
【００５１】
図１は、物質容器Aをさらに示す。物質容器Aは、第二の電子はかり50の上に立っている。有利には、第二のスケールは、分析スケールであり、第二のスケールの分解能および精度は、高くて、好ましくは少なくとも第一のスケール10の分解能および精度よりも高い。有利には、第二のスケール50の精度は、約0.01mgであり、好ましくは約0.001mgである。
【００５２】
第一のスケール10と、二つの昇降装置32, 34と、二つの把持ツール36, 38と、第二のスケール50とは、それらの機能に関して制御電子回路100によって制御される。必要とされる機能（スケールを読むこと、ロボットアームを動かすこと、昇降装置を動かすこと、把持ツールを閉じることおよび解放すること）の実際的な実施は、制御の当業者の知識の通常の範囲内にあるため、これ以上の詳細な説明を必要としない。
【００５３】
以下では、図３〜図９ｄを使用して、この発明に係る計量装置を使用して実行された計量方法が、非常に詳しく説明されるであろう。
【００５４】
図３に示される開始状態において、計量ヘッドには計量ツール40がまだ存在しない。複数の計量ツール40は、保持ラック（ラック）46に手元に置かれる。ロボットアーム20によって、計量ヘッド30がラック46まで動かされる。また、二つの把持ツール36, 38は、計量ツール40を把持し、計量ツール40を適所で保持する。計量ツール40は、ロボットアーム20の移動によりラック46から除去される（図４）。もちろん、逆もまた同様であり、ラック46が、異なる輸送装置によって計量ヘッド30まで動かされて、次いで、再び離れるように動かされる。
【００５５】
続いて、計量ツール40は、利用可能になっているとともに、ロボットアーム20によって、計量される物質を含む貯蔵容器Vの上に配置される。計量ツール40は、計量ツール40のガラス細管42が、物質Sの中に浸漬されるかまたは、物質の稠度に応じて、物質の中に突き刺されるまで下降される（図5）。このプロセスの間に、ガラス細管42の計量チャンバ43は、物質Sで充填される（図9b）。該当する場合は、ガラスパンチ44は、計量チャンバ43を形成するために、第二の昇降装置34によって、ガラス細管42からわずかにあらかじめ引かれる。
【００５６】
すると、計量ツール40は、第一の昇降装置32によって貯蔵容器Vの端部の上方に持ち上げられる（図６）。ガラス細管42の下端部から突出する可能性のある（possible）物質部分は、計量ヘッド30の側方移動によってあらかじめ除去される。第一のスケール10を使用して、このように計量ツール40で取り込まれた物質Sの量（重量）が測定される。取り込まれた物質量が所定の公称の（nominal）計量よりも多い場合、過剰物質量は、第一のスケール10でモニターしながら、ガラス細管42から放出して貯蔵容器Vに戻される。この目的のために、ガラスパンチ44は、第一のスケール10が特定の物質量を検出するまで、第一の昇降装置32において静的に保持されたガラス細管42に対して第二の昇降装置34によって下降する。過剰物質量の放出による計量のこのトリミングは、図９ｃに示される。トリミングは、複数のステップ（フィードバックループ）で、反復して行うことができる。
【００５７】
次に、計量ツール40が計量ヘッド30に保持された状態で、計量ヘッド30は、第二のスケール50の上で利用可能になる物質容器A上にロボットアーム20によって動かされる。物質容器Aの中で物質Sが計量されることになっている（図７）。物質容器Aは、多くの場合、非常に小さな容器（ガラス瓶）である。容器は、他の多くの物質容器と一緒に、マトリックス状に保持ラック（ラック）に配置される。
【００５８】
続いて、ガラス細管42が第一の把持ツール36によって静的に保持されながら、計量ツール40のガラスパンチ44が、第二の昇降装置34によって下方に動かされる。そして、それによって、ガラス細管42に含まれた物質量は、ガラス細管42から物質容器Aに放出される（図８および図９ｄ）。実際に計量された物質量は、第二の（より正確な）スケール50によって制御することができる。実際の計量が適切な方法で記録され、充填された物質容器に割り当てられる（assigned）ことができる。ほとんどの場合、計量それ自体がいくらかだけ正確であれば十分であるが、実際の計量は高精度で知られる。
【００５９】
さらなる物質容器Aが同じ物質で充填されていると考えられている場合、またはこのように計量された物質量が必要とされる物質量に未到達である場合、説明された方法サイクルが、図５から図８に従って繰り返される（浸漬、トリミング、放出）。
【００６０】
別の物質が充填されていると考えられている場合、初めに、計量ヘッド30が廃棄物容器の上に配置され、計量ツール40が廃棄物容器に配置される（廃棄される）。この目的のために、把持ツール36, 38が単純に開いて、その結果、計量ツール40が廃棄物容器の中に落下する。続いて、新しい計量ツール40が、ラック46（図４）からもう一度ピックアップされ、次の物質の計量が、図５から図８を使用して上述された方法シーケンスに従ってもう一度行われる（浸漬、トリミング、放出）。
【００６１】
上述されたシーケンスは、既に言及されているように、制御電子回路100で制御される。プログラム可能な制御電子回路は、この目的のために、
ロボットアーム20によって好ましくは三つの空間方向に計量ヘッドを動かすステップと、
把持ツール36, 38の開閉によって計量ヘッド30に（選択された）計量ツール40をクランプするステップと、
物質容器Vの上に計量ツール40を配置するステップと、
物質貯蔵容器に含まれた物質Sの中に計量ツール40を浸漬するために、計量ヘッド30の全体をまたは別法として計量ツール40だけを下降させ、それによって物質を計量ツールの中に取り込むステップと、
好ましくは第一の昇降装置32によって、計量ツール40を上昇させるステップと、
第一のスケール10を、該当する場合は第二のスケール50を読んで、スケールの測定結果を評価するステップと、
第一のスケール10によってモニターしながら、該当する場合は反復して過剰物質を放出するために、第二の昇降装置34によってガラス細管42に対して計量ツール40のガラスパンチ44を下降させるステップと、
物質容器Aの上に計量ツール40を配置するステップと、
計量ツール40から物質容器Aの中に物質を完全に放出するために、昇降装置34によってガラス細管42に対して計量ツール40のガラスパンチ44を下降させるステップと、
把持ツール36, 38を開くことによって計量ヘッド30から計量ツール40を放出するステップとを実行するように構成される。
【００６２】
好ましくは、多くの計量ツール40は、ラック46において手元に置かれる。有利には、ガラス細管42の異なる寸法または空の（clear）幅（内径）を有する計量ツールが存在する。ガラス細管42の内径は、例えば、0.1mm〜約5mmであり、例えば、好ましくは約0.5mmのグラデーションを有する。好ましくは、ガラス細管42の内径は、0.1mm〜2mmであり、具体的には0.1mm〜1mmである。このようにして、数百mgからミリグラム未満の異なる計量を、計量ツールの適切な選択によって達成することができる。プログラム可能な制御電子回路100は、適切な入力によって、必要とされる計量がどれくらい多いと考えられているかを知っているので、ターゲットとされた方法で適切な計量ツール40を自動的に選択できる。更に、計量チャンバの容積容量は、計量ツールのガラス細管においてガラスパンチを調節することによって適応できる。
【００６３】
しかしながら、ガラス細管42の異なる直径を有する計量ツール40の使用は、必要とされる参照計量に対して迅速な反復する近似が、どの場合も、このように非常に容易に実施できるという点でさらなる長所を有する。これに関しては、第一の一つ以上の計量パス（pass）が、可能性のある最も大きな計量ツールで実行される。この点に関して、可能性のある最も大きな計量ツールは、できるだけ必要とされる目標計量に近づくが、必要とされる目標計量を超えない公称の（nominal）計量のために設計されたガラス細管42を有するものであると理解される。第一のスケール10および／または第二のスケール50によって、まだ必要とされる残余の計量は、すべての計量パスの後に決定される。残量がちょうど使用された計量ツールの公称の計量よりも少ない場合、このツールは廃棄される。そして、新しい次のより小さな計量ツールが使用される。その公称の計量は残余の計量を超えない。これで、残りの残余の（remaining residual）計量が、使用された計量ツールの公称の計量よりももう一度少なくなるまで、計量パスが実行される。必要とされる目標計量が所定の公差内に到達するまで、このプロセスは、ますます小さな計量ツールで、言いかえれば、ガラス細管42の直径よりも小さな直径を有する計量ツールで、続けられる。小さな計量ツールを選択する代わりに、該当する場合は、計量ツールの計量チャンバの保持容量も、それに応じて適応させることができる。
【００６４】
高精度での計量のために、可能性のある最も高精度の適合度（most precise fit possible）で（きつく（in tight manner））、ガラスパンチ44が計量ツール40のガラス細管42の中をスライドすることは重要である。約0.01mmの精度（遊び）が目指されるべきである。ガラス細管42の肉厚は、ガラス細管42の直径に応じて、好ましくは典型的には約0.03mm〜約0.2mmであり、好ましくは約0.03mm〜約0.1mmである。ガラス細管42の長さは、典型的には約70mmである。ガラスパンチ44の長さは、わずかに長くて、典型的には約80mmである。
【００６５】
細管42の形は、薄い壁にもかかわらず、細管42に相対的に大きな剛性を与える。この剛性は、硬い物質またはよりぎっしりと詰まった（compact）粉末の中に挿入するために重要である。薄い壁は、穴開けにも重要である。加えてまたは別法として、細管42の端部42aは、図１６に示されるように、先が尖っているかまたはブレードのように構成することができる。更に、外側の方に（わずかに）広がるように細管42の浸漬端部または穴開け端部を構成することも好適である。
【００６６】
計量ツール40のすべてを変更することにより、ガラス細管の異なる寸法が必要であるかまたは異なる物質が計量されることになっているので、以前に使用された計量ツールは、廃棄されて、言いかえれば、もはや使用されなくなる。このように、汚染問題は、最も大きな可能性のある信頼度で回避される。この発明に係る計量装置は、完全にガラスからなるとともに、充填される物質と接触する計量装置全体の唯一の部分だけである特別に構成された計量ツール40の使用によって、この概念を可能にする。使い捨てのパーツとしての使用が経済的に正当なものとなるように、計量ツール40は、量産品として簡単にかつコスト面で有利な方法で製造できる二つの単純なガラスの構成要素（ガラス細管42およびガラスパンチ44）のみからなる。
【００６７】
図１０ａから図１０ｄは、計量ツール40の中におよび計量ツール40から液体物質のピックアップおよび分配の間での特殊性（particularity）を示す。図１０ａは、図９ａに対応する。図１０ｂは、計量ツール40が取り込まれる物質Sの中に浸漬される状態での計量ツール40を示す。計量チャンバ43では、ガラスパンチ44と、液体のプラグＳとの間にエアクッションLが存在する。図１０ｃおよび図１０ｄは、ガラスパンチ44の急激な（surge-like）下降によって、物質Sがどのようにして計量チャンバ43から一滴ずつ（droplet by droplet）放出されるかを示す。これに関しては、ガラスパンチは、非常に素早く動いて、それによって、一滴ずつ液体の物質を放出する圧力パルスを生成する。
【００６８】
上述された方法シーケンスでは、第一のスケールは決定スケール（十分な物質量が取り込まれたか？）として働き、第二のスケールは、実測スケール（どんな物質量が効果的に計量されたか？）として働く。
【００６９】
以下では、この発明に係る計量装置のいくぶん簡単な実施形態が、図１１ａから図１１ｂ、図１２ａから図１２ｃ、および図１３ａから図１３ｉを使用して、説明されるであろう。上述された実施形態と比較して最も基本的な違いは、計量装置の計量ヘッドが、手動で動かなければならない独立した要素として構成されていることにある。したがって、以下の記載は、当該独立した計量ヘッドの使用で、例として与えられた方法シーケンスに限定されるだけでなく、計量ヘッドの構成にも本質的に限定される。
【００７０】
図１１ａおよび図１１ｂは、計量ヘッド130, 130'の二つの変形例を示す。両方の変形例では、計量ヘッドは、例えば本質的に円筒状の外形を有する。図１１ａの変形例では、電気接点131は計量ヘッド130の上に設けられる。それによって、計量ヘッドに配置された電気部品が、外部部品（例えばスケール、最も重要な（overriding）制御装置、充電電流源）と接続できる。図１１ｂの変形例では、外部への計量ヘッド130'の電気的な接続は、ケーブル132によって行われる。第三の変形例（示されない）では、無線接続が設けられることができる。これらの変形例では、操作要素210は、外側において、計量ヘッド130または130'の上に設けられ、その操作要素は、計量ヘッドに配置される内部制御装置200と一緒に作動する（図１２ａ）。操作要素210は、例えば、複数の切り替え機能を有する既知の機能切り替えボタンの形で構成することができる。
【００７１】
その面側（its face sides）の一方には、計量ヘッド130または130'は、円錐形に構成されたガイド開口139を備える。ガイド開口139を通じて、計量ツール40が計量ヘッドに挿入されることができる。これについての詳細が、以下に説明される。
【００７２】
計量ヘッド130の内側の構造は、図１２ａから明白である。計量ヘッド130は、第一の把持ツール136と、第二の把持ツール138と、第二の把持ツール138用の昇降装置134とを備える。更に、計量ヘッド130は、充電可能である電源または充電式電池202に加えて、既に言及している内部制御装置200を備える。計量ヘッド130'では、電源はケーブル132を介して供給することができるので、充電式電池が絶対に必要というわけでもない。
【００７３】
二つの把持ツール136, 138と、昇降装置134とは、設計および機能の観点から、計量装置の第一の例示の実施形態の対応する構成要素と基本的に同じであり、したがって、それ以上の説明を必要としない。二つの把持ツール136, 138と、昇降装置134とは、内部制御装置で制御される。把持ツールの開閉と、第一の把持ツールに対する第二の把持ツールの昇降とは、内部制御装置200と接続された操作要素210によって手動でトリガーされる（triggered）。
【００７４】
内部制御装置200は、外部と通信するためのインターフェース201を装備している。インターフェース201は、電気接点131またはケーブル132のいずれかに接続される。別法として、インターフェースは、無線接続として構成されることもできる。
【００７５】
図１２ａは、計量ツール40の上の位置にある計量ヘッド130を示す。二つの把持ツール136, 138が開いている。図１２ｂでは、計量ヘッド130が計量ツール40上にセットされるかまたは、計量ツール40が計量ヘッド130に導入される。二つの把持ツール136, 138が、閉じて、計量ツール40を適所で保持する。図１２ｃでは、第二の把持ツール138が、昇降装置134によってわずかに上方へ動く。それによって、計量ツール40のガラスパンチ44が、ガラス細管42からわずかに引かれる。したがって、計量チャンバ43が、計量ツール40の下端部に形成される。
【００７６】
図１３ａから図１３ｉは、計量ヘッド130を使用するとき、典型的な計量プロセスの各フェーズを例示する。
【００７７】
まず初めに、計量ヘッド130が、スケール110によって重量測定される。スケール110は、計量ヘッド130が挿入可能であるホルダ140を装備している。ホルダ140は、電気接点を装備している。計量ヘッド130がホルダ140に挿入されるとき、電気接点は、計量ヘッド130の電気接点131と接触する。これに関しては、計量ヘッド130内の充電式電池202が充電可能であるかまたは、重量測定プロセスをトリガーすることができる（機能切り替えボタン210によって）。
【００７８】
重量測定プロセスの後、計量ヘッド130は計量ツール40を装備している。この目的のために、計量ヘッド130は、保持ラック（ラック）46の上に手動でガイドされ、そして、選択された計量ツール40上にセットされる（図１３ｂ）。計量ツール40をクリップすることは、機能切り替えボタン210によってトリガーされる。計量ヘッド130がスケール110のホルダ140に戻され、重量測定が再び行われる（図１３ｃ）。
【００７９】
すると、計量ツール40のガラスパンチ44がツールのガラス細管42からわずかに引かれ、その結果、保持チャンバ43が、計量ツール40の下端に形成される（図１３ｄ）。
【００８０】
次のステップでは、計量ヘッド130は、取り込まれる物質を含む貯蔵容器Vの上に手動でガイドされるとともに、この物質の中に浸漬され、それによって、保持チャンバが取り込まれる物質で充填される（図１３ｅ）。
【００８１】
すると、計量ヘッド130がスケール110の上にセットされ、取り込まれた物質が十分であるかどうかを判断するためのチェックが行われる（図１３ｆ）。過度に多くの量（考えられていたよりも多くの量が計量される）の場合では、その一部が、貯蔵容器Vに戻すように放出され、重量測定が再び行われる。
【００８２】
続いて、計量ヘッド130が、物質容器（目標容器）Aの上に手動で配置される。そして、計量ツール40の保持チャンバ43に位置する物質量は、物質容器Aの中に放出される。これに関しては、物質容器Aは、さらなるスケール50の上に配置され、スケール50を用いて、計量された物質量が、高精度で測定される（図１３ｇ）。
【００８３】
すると、計量ヘッド130が再び重量測定される（図１３ｈ）。そして最後に、もし計量ツール40が再び使用されることになっていなければ、計量ツール40が放出される（図１３ｉ）。
【００８４】
計量プロセスは、すでに上述したように、この計量ヘッド130を使用して、複数のパスで行うこともできる。
【００８５】
計量プロセスの異なるフェーズにおいて計量ヘッド130の重量測定を（物質の有り無しで）行うことによって、どれだけの物質が実際に計量されたかを高精度に決定することができ、取り込まれる物質の過剰について結論が導かれることもでき、その量は、物質の種類と使用される計量ツールとに応じて異なることができる。これにより、計量ツールは、ある程度まで較正されることができ、それによって、それぞれの物質を用いて（with）さらなる計量手順のためのワークフローを容易にするかまたは最適化することを可能にする。このことは、図１から図８の例示の実施形態、および下記に記載されるさらなる例示の実施形態においても同様である。
【００８６】
以下では、この発明に係る計量装置のさらなる実施形態が、図１４ａから図１４ｅを使用して説明されるであろう。この実施形態では、全体として230で示された計量ヘッドが、第一のスケール10（図１）に取り付けられるためにもう一度設けられるが、他の点では、図１１ａと図１２ａから図１２ｃとに係る実施形態の計量ヘッド130と広範囲に類似して構成されている。したがって、以下の記載は、計量ヘッド230それ自体の特殊性に、および、この計量ヘッド（例として与えられた）を使用する方法シーケンスに、本質的に制限される。
【００８７】
計量ヘッド230は、管状の外側ハウジング230aと、外側ハウジング230a内に軸方向に調整可能である内側ハウジング230bとを備える。外側ハウジング230aは、第一のスケール10（図１）上の釣り合い梁（balance beam）11に機械的に取り付けるための取付具として働く接続片211を有する。接続片211は、計量ヘッドを外部制御装置に接続するための電気接点（図示しない）を有することができる。第一の昇降装置232は、外側ハウジング230aに配置される。第一の昇降装置232は、内側ハウジング230bと接続されるスピンドル233およびスピンドルモータ233aを備える。螺旋線の形をした溝233bが、スピンドル233の上に設けられる。内側ハウジング230bは、スピンドルモータ233aによって外側ハウジング230aにおいて軸方向に昇降できる。内側ハウジング230bは、同時に、一方向または他方向（矢印R'およびR''）に軸Rを中心に回転する。
【００８８】
図１１ａおよび図１２ａから図１２ｃの例示の実施形態に示すように、第二の昇降装置234だけでなく第一の把持ツール236および第二の把持ツール238が、内側ハウジング230bの中に配置される。第二の把持ツール238は、第二の昇降装置234によって局所的に固定された第一の把持ツール236に対して相対的に昇降できる。円錐形に構成されたガイド開口239は、内側ハウジング230bの下端部に設けられる。ガイド開口239を通じて、計量ツール40が、計量ヘッド230の中に挿入されることができる。これについて、より多くの詳細が以下に説明される。
【００８９】
二つの把持ツール236, 238と、第一の昇降装置232及び第二の昇降装置234とは、設計および機能の観点から、計量装置の第一の例示の実施形態の対応する構成要素と基本的に同じであり、したがって、さらなる説明を必要としない。二つの把持ツール236, 238と、第一の昇降装置232及び第二の昇降装置234とは、第一の例示の実施形態の場合と同様に、外部制御装置100（図１）で制御される。計量ヘッド230は、電気接点によってまたは無線で、制御装置100と接続される。もちろん、計量ヘッド230は、内部制御装置200を装備することもできる。計量ヘッド230は、計量ヘッド130の機能と類似の機能を有することができる。
【００９０】
図１４ａは、計量ツール40がまだ挿入されていない、開始位置にある計量ヘッド230を示す。
【００９１】
図１４ｂでは、計量ツール40が挿入されている。第一の把持ツール236および第二の把持ツール238は、計量ツール40のガラス細管42およびガラスパンチ44を適所で保持する。内側ハウジング230bは、計量ヘッド230の外側ハウジング230aの中で上向きに引っ込んでいる。引っ込み動作の間に、内側ハウジング230bと、内側ハウジング230bに挿入された計量ツール40とは、矢印R'の方向に計量ツール40の長手方向軸Rを中心にしてわずかに回転する。
【００９２】
図１４ｃにおいて、計量ツール40のガラスパンチ44は、ガラス細管42からわずかに引かれ、その結果、計量チャンバ43が形成される。
【００９３】
この構成では、計量ヘッド230は、実使用時に保存容器（図示しない）上に位置する。そして、内側ハウジング230bが下降する。その結果、計量ツール40は、保存容器に含まれた物質の中に浸漬されるかまたは物質に入り込む。その結果、特定量の物質が計量ツールで取り込まれる。内側ハウジング230bが下降移動する間に、この内側ハウジング230bと計量ツール40とは、矢印R''の方向に計量ツール40の長手方向軸Rを中心に回転する。計量ツール40の回動は、相対的に硬い稠度を有する物質の場合に挿入を容易にする。回動は、物質内での計量ツールの固着を更に防止して、特定の物質の場合に物質プラグの穴開けすることを可能にする。図１４ｄは、内側ハウジング230bを下降させた状態の計量ヘッド230を示す。続いて、計量ツール40で取り込まれた物質量は、ガラスパンチ44を下降させることにより、計量ツール40から全体的にまたは部分的に放出される（図１４ｅ）。計量ツール40の回動は、図１〜図８に係る例示の実施形態においても同様に実行することができる。
【００９４】
計量ヘッド230の実使用時に、計量方法の個々のステップは、図１〜図８を用いて説明した計量装置の例示の実施形態と同じであるが、この計量ヘッドでは、計量ツール40が下降するとき、計量ツール40がその軸を中心にしてわずかに回転するという唯一の違いがある。したがって、それ以上の説明は必要とされない。
【００９５】
いくつかの場合には、計量される物質が、図１５ａから図１５ｂに図示されるように、結晶化した形で貯蔵容器Vの中にある。これについては、物質Sは、貯蔵容器の底および側壁の上で皮殻状物（crust）をしばしば形成する。そのような結晶化しているかまたは皮殻状の（crusty）物質Sでさえも、この発明に係る計量装置（つまり計量ツール40）によって、掻き取るとともに取り込むことができる。これについては、計量ツール40のガラス細管42の肉厚が、比較的薄くて、好ましくは約0.03mm〜約0.2mmであり、好ましくは0.03mm〜0.1mmであることが有利である。物質Sを取り込むために、貯蔵容器Vは、好ましくは傾斜して保持される。その結果、計量ヘッドが下降して物質を掻き取るとき、計量ツール40は貯蔵容器Vの側壁に沿ってスライドする。十分な物質量が計量チャンバの中に取り込まれるかまたは貯蔵容器Vのエッジ領域に集まるまで、この手順が複数回繰り返されることもできる。そして、物質はそこから取り込まれる。
【００９６】
この発明に係る計量装置は、単一タイプの計量ツールを使用して、粉体、液体、油状、粘質、粘着性、蝋状から、チョコレート状、りんご状、結晶化したもの、皮殻質などまで最も様々な物質の正確な1:1の計量を達成することを可能にする。したがって、計量される物質の稠度に応じて、多くの計量装置に必要とされる計量ツールの厄介な置き換えは、完全に除去される。この発明に係る計量装置は、あらゆる種類のアダプタなしで、実際にすべての共通の貯蔵容器におよび実際にすべての共通の物質容器に適している。この発明に係る計量装置を使用すると、高精度の計量は、広い範囲で、例えば、数百mgからミリグラム未満で行なうことができる。達成される精度は、約0.01mgのオーダーであり、ほとんどの場合、手動の計量よりも良好である。計量装置は、実施形態に応じて、全自動で動作することができ、多くの場合に、依然として使用される手動の計量よりも著しく高速である。
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１０ｄ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１３ｄ】
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【図１３ｅ】
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【図１３ｆ】
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【図１３ｇ】
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【図１３ｈ】
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【図１３ｉ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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